Hố trắng có tồn tại không? 'Cánh cửa ngược' của hố đen khiến vật lý đau đầu

Hố trắng là một trong những ý tưởng kỳ lạ nhất của vật lý hiện đại. Nó được xem như “phiên bản đảo ngược theo thời gian” của hố đen: thay vì nuốt vật chất và ánh sáng, hố trắng chỉ cho phép vật chất, năng lượng và ánh sáng đi ra ngoài, trong khi không thứ gì từ bên ngoài có thể đi vào. Khái niệm này xuất hiện tự nhiên khi các phương trình của thuyết tương đối rộng được xét theo hướng thời gian đảo ngược.

Ảnh: sciencebyrao.blogspot

Nếu hình dung hố đen như một chiếc máy hút vũ trụ, hố trắng sẽ giống một chiếc vòi phun khổng lồ của không-thời gian. Một vật thể rơi vào hố đen sẽ vượt qua chân trời sự kiện và không thể quay trở lại. Ngược lại, vật chất trong hố trắng có thể thoát ra ngoài, nhưng một vật thể bên ngoài không thể vượt qua chân trời sự kiện để tiến vào bên trong. Về mặt toán học, hai cấu trúc này có quan hệ rất gần gũi.

Ảnh: nevsedoma.com

Điều thú vị nằm ở chỗ hố trắng không phải là một ý tưởng hoàn toàn vô căn cứ. Nó xuất hiện trong các nghiệm của thuyết tương đối rộng, đặc biệt khi xét nghiệm Schwarzschild theo cách mở rộng đầy đủ. Một số mô hình lý thuyết còn đặt vấn đề liệu hố đen có thể chuyển thành hố trắng trong một quá trình hấp dẫn lượng tử nào đó hay không. Một số nghiên cứu về hấp dẫn lượng tử vòng thậm chí đã đề xuất kịch bản hố đen cuối cùng có thể biến thành một tàn dư hố trắng.

Nhưng đây chính là ranh giới giữa “có thể tồn tại trong phương trình” và “thực sự tồn tại trong vũ trụ”.

Ảnh: thescientificteen

Cho đến nay, chưa có quan sát thiên văn nào xác nhận một hố trắng. Các nhà khoa học cũng chưa biết một hố trắng lớn có thể hình thành bằng cơ chế vật lý nào. Hố đen có một con đường hình thành khá rõ: một ngôi sao rất lớn sụp đổ dưới lực hấp dẫn của chính nó. Trong khi đó, không có quá trình tự nhiên tương đương nào được biết đến có thể tạo ra một hố trắng.

Một vấn đề khác còn đáng ngại hơn là tính bất ổn. Các phân tích lý thuyết cho thấy chỉ một lượng vật chất hoặc bức xạ rất nhỏ tương tác với môi trường xung quanh cũng có thể khiến cấu trúc hố trắng trở nên không bền và sụp đổ theo hướng giống hố đen.

Vì vậy, nói “hố trắng không tồn tại” cũng chưa hoàn toàn chính xác. Cách diễn đạt khoa học hơn là: hố trắng hiện vẫn là một khả năng lý thuyết chưa có bằng chứng quan sát. Và chính khoảng cách giữa toán học và thực tại ấy khiến hố trắng trở thành một trong những bí ẩn hấp dẫn nhất của vật lý vũ trụ.

Loài hoa khổng lồ có hình dáng như vương miện từng xuất hiện từ hàng trăm triệu năm trước