Lỗ đen - bí ẩn tăm tối, kỳ lạ hơn cả truyện viễn tưởng

Có lẽ lỗ đen không thực sự “đen” như ta từng nghĩ. Một số thông tin có thể thoát ra khỏi chúng. Năm 1974, Stephen Hawking công bố các kết quả chứng minh rằng lỗ đen phải phát xạ năng lượng: Bức xạ Hawking.

Sách Stephen Hawking - Một trí tuệ không giới hạn tiết lộ nhiều thông tin về lỗ đen.

Các cặp vật chất-phản vật chất liên tục được tạo ra trong khắp vũ trụ, kể cả ở bên ngoài chân trời sự kiện của một lỗ đen. Thuyết lượng tử tiên đoán rằng một hạt có thể bị hút vào trước khi cặp hạt có cơ hội hủy nhau, và hạt kia có thể thoát ra ở dạng bức xạ Hawking. Điều này mâu thuẫn với Thuyết tương đối rộng, vốn cho rằng không gì có thể thoát khỏi lỗ đen.

Lỗ đen đem lại cho các nhà khoa học cơ hội kiểm tra Thuyết tương đối rộng trong những trường hấp dẫn cực mạnh. Họ xem lỗ đen là một cơ hội để trả lời một trong những câu hỏi lớn nhất của vật lý hạt: Tại sao chúng ta không thể dung hòa Cơ học lượng tử với Thuyết tương đối rộng?

Lỗ đen có thể là cánh cổng để đi tới tương lai hoặc một vũ trụ khác. Vượt quá chân trời sự kiện, lỗ đen uốn cong thành một trong những bí ẩn tăm tối nhất trong vật lý. Các nhà khoa học không thể giải thích cái xảy ra khi các vật băng qua chân trời sự kiện và tại điểm kì dị. Thuyết tương đối rộng và Cơ học lượng tử xung đột, và hệ phương trình Einstein phát sinh các vô hạn.

Lỗ đen thậm chí có thể tiềm ẩn cánh cổng mở sang những vũ trụ khác: Lỗ sâu. Năm 1935, Einstein giới thiệu khái niệm “lỗ sâu”. Lỗ sâu là một thiết bị có thể kết nối hai vũ trụ với nhau. Khi còn đi học, chúng ta biết khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm là một đường thẳng. Nhưng điều này không nhất thiết phải đúng nữa, vì khi cuộn một tờ giấy cho đến khi hai điểm khác nhau trên tờ giấy tiếp xúc, ta nhận ra rằng khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm này thực chất là một lỗ sâu.

Sách Vật lý của những điều tưởng chừng bất khả.

Nhà vật lý Matt Visser thuộc Đại học Washington cho biết: “Cộng đồng thuyết tương đối đã bắt đầu suy nghĩ về việc cần làm để đưa một số thứ như động cơ làm cong không gian hay lỗ sâu ra khỏi địa hạt khoa học viễn tưởng".

Thậm chí, Martin Rees thuộc Hội Thiên văn Hoàng gia Anh còn nhấn mạnh: “Lỗ sâu, các chiều không gian phụ và máy tính lượng tử mở ra những kịch bản mang tính tự biện, có thể biến đổi toàn bộ vũ trụ của chúng ta thành một ‘thế giới sống động’”. (Trích chương 11: ‘Nhanh hơn ánh sáng’ sách Vật lý của những điều tưởng chừng bất khả).

Vũ trụ này đầy rẫy những điều mà ta chưa hiểu hết, và lỗ đen là một thứ như vậy. Chúng thậm chí còn kỳ lạ hơn cả truyện viễn tưởng.

Hải Đăng