Sự sống có thể hình thành xung quanh hố đen lạnh

Hành tinh xoay quanh một lỗ đen cũng có thể duy trì sự sống, nhờ vào nguyên tắc đảo ngược nhiệt động lực học tương tự như Mặt Trời và Trái Đất.

New Scientist hôm 18/1 đưa tin, Tomas Opatrny, chuyên gia thuộc Đại học Palacky, Cộng hòa Séc, công bố kết quả nghiên cứu về trường hợp hành tinh xoay quanh một hố đen. Theo nghiên cứu, việc xoay quanh hố đen có thể giúp hành tinh nhận được năng lượng đủ để hình thành và duy trì sự sống.

Theo định luật thứ hai của nhiệt động lực học, chênh lệch về nhiệt độ sẽ tạo ra năng lượng cần thiết cho quá trình hình thành và duy trì sự sống. Đối với Trái Đất, sự chênh lệch đó là nhiệt lượng tỏa ra từ Mặt Trời và nhiệt độ thấp trong không gian xung quanh hành tinh. Điều ngược lại diễn ra đối với một hành tinh xoay quanh hố đen trong không gian mang nhiệt độ cao trong khi hố đen rất lạnh.

Hố đen có thể tạo điều kiện cho sự sống phát triển trên hành tinh quay quanh nó. (Ảnh: Wordpress).

Opatrny kết luận một hố đen lý tưởng để trở thành "mặt trời lạnh" phải là có nhiệt độ bằng 0 K (độ không tuyệt đối, tương đương -273 độ C) và không phát ra bức xạ Hawking (loại bức xạ đặc trưng của hố đen). Hố đen này cần có vùng không gian bao quanh hoàn toàn trống và không còn hút vật chất vào bên trong.

Lúc này, so với hố đen, nhiệt độ nền vũ trụ sẽ cao hơn, ở mức khoảng khoảng 2,7 K (tương đương -270 độ C) do sự tồn tại của sóng điện từ nền vũ trụ. Theo tính toán của Opatrny và đồng nghiệp, một hành tinh có kích thước tương đương Trái Đất khi xoay quanh hố đen như vậy sẽ nhận được nguồn năng lượng khoảng 900W, đủ để sự sống xuất hiện nhưng rất khó duy trì.

Để bổ sung cho nghiên cứu, nhóm của Opatrny đã vận dụng thuyết tương đối của Albert Einstein. Theo lý thuyết này, trường trọng lực của hố đen khiến cho thời gian trên hành tinh xoay quanh nó bị chậm lại với tỷ lệ giãn nở 1 : 60.000, tức là 1 giờ trên hành tinh tương đương với 7 năm bình thường.

Mặt khác, năng lượng của ánh sáng tỷ lệ thuận với tần số của nó. Với tỷ lệ giãn nở như trên, tần số tăng lên sẽ kéo theo năng lượng ánh sáng cũng tăng lên gấp 60.000 lần. Lúc này, nhiệt độ của hành tinh sẽ vào khoảng 900 độ C, quá cao để sự sống có thể tồn tại.

Opatrny cho rằng, ở một khoảng cách vừa đủ để giảm ảnh hưởng do tác động của việc giãn nở thời gian, hành tinh sẽ quy tụ đủ điều kiện cho sự sống phát triển. Dù vậy, điều này gần như không thể trở thành hiện thực. "Hố đen luôn luôn hút vật chất vào trong nó", Avi Loeb, chuyên gia ở Đại học Harvard, Mỹ, cho biết. Theo ông, hố đen lý tưởng để các thiên thể xoay xung quanh khó có khả năng tồn tại.

Trong tương lai 100.000 tỷ năm tới, khi các ngôi sao chết đi, hố đen sẽ trở thành nguồn năng lượng cuối cùng của vũ trụ. Tuy nhiên, lúc đó con người vẫn có thể sống sót dựa vào năng lượng từ những nơi bồi tụ vật chất. "Trên thực tế, có rất nhiều cách để tiếp tục duy trì sự sống", Lawrence Krauss, nhà khoa học ở Đại học Arizona, Mỹ, nói.

Từ khóa liên quan:

hố đen

sự sống

hố đen lạnh

chênh lệch nhiệt độ

bức xạ Hawking

hành tinh xoay quanh hố đen

năng lượng của vũ trụ

Tomas Opatrny