Tại sao hố đen không nuốt gọn cả vũ trụ? Đây có thể là đáp án!
Hố đen vũ trụ có thể nuốt mọi thứ, kể cả ánh sáng. Nhưng tại sao nó không liên tục nở rộng ra, rồi nuốt gọn cả vũ trụ này?
Hố đen vũ trụ là một khái niệm bí ẩn và cực kỳ đáng sợ trong vũ trụ. Theo như định nghĩa, đó là một khối vật chất bị nén đến cực đại, khiến trường hấp dẫn xung quanh là cực kỳ lớn. Nó lớn đến nỗi đủ sức để hút mọi thứ, ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra.
Nhưng với lực hút kinh khủng như thế, tại sao vũ trụ của chúng ta vẫn còn tồn tại? Tại sao một hố đen không liên tục nở ra, và rồi đơn giản là nuốt trọn cả vũ trụ này? Nếu bạn cũng băn khoăn vì câu hỏi này thì yên tâm, một chuyên gia vật lý hàng đầu thế giới hiện nay đã đưa ra được câu trả lời.
Hố đen "mở rộng" vào bên trong, chứ không phải tỏa ra bên ngoài như những gì chúng ta tưởng tượng.
Người đứng đằng sau câu trả lời này không ai khác chính là Leonard Susskind, chuyên gia vật lý hàng đầu từ ĐH Stanford và là cha đẻ của Lý thuyết dây (string theory - một thuyết hấp dẫn lượng tử). Ông đã đề cập đến nó trong nghiên cứu mới đây, và lý do được đưa ra thực sự rất bất ngờ.
Theo đó, một hố đen vũ trụ sẽ phát triển bằng cách tăng độ phức tạp bên trong nó. Hay nói cách khác, hố đen "mở rộng" vào bên trong, chứ không phải tỏa ra bên ngoài như những gì chúng ta tưởng tượng.
Cần biết rằng nghiên cứu của Susskind chưa được công bố, cũng chưa được kiểm định bởi hội đồng khoa học. Đồng thời, đây là thể loại nghiên cứu mà tất cả chỉ thuần dựa trên lý thuyết. Tuy nhiên, ý tưởng của Susskind đang được rất nhiều người chú ý, và chúng ta hãy xem lý do là gì.
Sự tăng trưởng của một hố đen
Như đã nêu, hố đen là một khối vật chất dày đặc đến mức có thể bẻ cong không gian, hút được cả ánh sáng. Nền tảng lý thuyết về sự tồn tại của hố đen được đưa ra trong Thuyết tương đối của Einstein vào năm 1915. Và kể từ đó, rất nhiều vật thể có tính chất phù hợp với hố đen đã được tìm ra, trong đó đa số nằm ở trung tâm dải ngân hà.
Hố đen là một khối vật chất dày đặc đến mức có thể bẻ cong không gian.
Tưởng tượng vũ trụ như một tấm vải cao su. Một vật nặng đặt trên tấm vải ấy sẽ làm nó lõm xuống, uốn cong lại. Đó cũng là cách các vật thể nặng trong vũ trụ bẻ cong không-thời gian.
Nhưng về cơ bản, mọi vật thể đều sẽ nở rộng ra ngoài khi chúng ta bổ sung thêm nguyên liệu, chứ không hướng vào bên trong như cái cách Susskind đặt vấn đề. Trong trường hợp này, tấm vải cao su kia không còn hữu dụng trong việc minh họa nữa.
Để hiểu được câu chuyện này, chúng ta lại phải đến với một lĩnh vực khác mang tên "vật lý lượng tử". Về cơ bản, vật lý và vật lý lượng tử không phải lúc nào cũng đồng nhất. Những vật chất siêu nhỏ sẽ không có ý nghĩa gì nếu được phân tích theo Thuyết tương đối. Tương tự, một vật vĩ mô như hố đen vũ trụ cũng sẽ nghiền nát mọi định luật của vật lý lượng tử.
Điều này có nghĩa rằng chúng ta thiếu đi dữ kiện cực kỳ quan trọng, một mảnh ghép cho phép chúng ta phân tích Thuyết trương đối ở phạm vi khối lượng của một phân tử. Một giải pháp cho câu chuyện này là lý thuyết Ads/CFT (còn gọi là đối ngẫu AdS/CFT, AdS = không gian anti de Sitter, CFT = conformal field theory - lý thuyết trường conformal) do Juan Maldacena đưa ra vào năm 1997.
Bổ sung nhiên liệu càng nhiều, "bên trong" của nó càng nở ra chứ không phải bên ngoài.
Ads/CFT là một cách tiếp cận nối liền giữa thuyết tương đối và cơ học lượng tử, được ví với "lý thuyết dây trong không gian 4 chiều". Dựa trên lý thuyết này Susskind cho rằng độ phức tạp về lượng tử của một hố đen được thể hiện qua thể tích của nó. Cũng giống như một chiếc ổ cứng, bạn nhồi thêm dữ liệu chỉ để thấy khối dữ liệu ấy tăng trưởng "bên trong" ổ cứng thôi.
Với trường hợp của hố đen cũng vậy, bổ sung nhiên liệu càng nhiều, "bên trong" của nó càng nở ra chứ không phải bên ngoài. Mà thậm chí khi bổ sung thêm năng lượng, thể tích bên trong của nó cũng vậy.
Theo Susskind, ý tưởng của ông nghe có vẻ đi ngược lại thường thức. Tuy nhiên, thường thức có thể xây dựng trên sai lầm, còn hố đen thực chất không phải là một không gian bình thường, nên cũng không thể kỳ vọng nhiều ở thường thức tại đây.
Nghiên cứu được công bố tại arXiv.org.
Sẽ ra sao nếu bạn rơi vào hố đen vũ trụ?
Thật khó tưởng tượng điều gì sẽ xảy ra khi rơi vào một hố đen. Một mô phỏng mới đây đã hé lộ trải nghiệm kinh hoàng này.
Thiên Vương Tinh - Hành tinh kỳ lạ nhất Hệ Mặt Trời
Cho tới khi chưa tìm ra được Hành tinh thứ 9 (chỉ mới là giả thuyết), Thiên Vương Tinh (Uranus) vẫn là hành tinh "khác người" nhất so với 7 hành tinh còn lại của hệ Mặt Trời chúng ta.
Hàng tỉ nền văn minh ngoài hành tinh đã và đang tồn tại
Các nhà khoa học tính toán và gần như chắc chắn nhiều nền văn minh ngoài Trái đất đã và đang tồn tại trong vũ trụ này.
Những sự thật "khó tin nổi" về sao Thiên vương
Sao Thiên vương có thể chứa được 63 Trái đất bên trong nó, mùa hè ở đây kéo dài tới 42 năm, sao Thiên vương chỉ có 2 mùa.... đây là những sự thật khó tin, ít người biết về sao Thiên Vương.
Tổng quan về sao Thiên Vương
Sao Thiên Vương là hành tinh thứ bảy tính từ Mặt Trời; là hành tinh có bán kính lớn thứ ba và có khối lượng lớn thứ tư trong hệ.
Tìm hiểu về tia gamma và chớp gamma
Tia gamma (kí hiệu là γ) là một loại bức xạ điện từ hay quang tử có tần số cực cao.
