Phát hiện mới về bí ẩn của hố đen

Nghiên cứu thuộc Đại học Hawaii (Mỹ) đã so sánh tốc độ phát triển của các hố đen trong các thiên hà khác nhau. Nhóm nghiên cứu cho rằng thay vì như nhiều nhà vật lý đã giả định năng lượng tối được giải phóng ra ngoài không gian - thời gian mà nó được tạo ra và tồn tại bên trong các hố đen, vốn hình thành khi các ngôi sao chết đi.

Duncan Farrah, nhà thiên văn học tại Đại học Hawaii cho biết: "Chúng tôi đề xuất rằng các hố đen là nguồn năng lượng tối. Năng lượng tối này được tạo ra khi vật chất bình thường bị nén trong quá trình chết và sụp đổ của các ngôi sao lớn".

Tuyên bố trên đã vấp phải sự nghi ngờ từ một số chuyên gia độc lập, một vài người cho rằng mặc dù phát hiện này đáng được xem xét kỹ lưỡng nhưng vẫn còn quá sớm để liên kết các hố đen với năng lượng tối.

Các nhà khoa học lần đầu tiên đề xuất năng lượng tối vào cuối những năm 1990 khi các phép đo của các ngôi sao xa xôi tiết lộ rằng sự giãn nở của vũ trụ đang tăng tốc. Tuy nhiên, phát hiện này đã đặt ra một vấn đề cho các nhà thiên văn học rằng lực hấp dẫn sẽ làm chậm quá trình giãn nở, vậy điều gì có thể thúc đẩy nó nhanh hơn?

Để thay thế cho một giải pháp, các nhà nghiên cứu đã đưa ra năng lượng tối, một năng lượng bí ẩn hoạt động đối nghịch với lực hấp dẫn. Ở dạng đơn giản nhất, năng lượng tối phù hợp với "hằng số vũ trụ" mà Einstein đã đưa ra vào năm 1917 như một phương tiện để cân bằng các phép tính nhất định trong lý thuyết tương đối rộng của ông.

Vào thời điểm đó, các nhà vật lý tin rằng vũ trụ là tĩnh – không giãn nở cũng không co lại – nhưng công trình của Einstein cho rằng lực hấp dẫn sẽ khiến nó làm việc này hay cách khác. Vì vậy, để phù hợp với sự đồng thuận của khoa học, Einstein đã chèn một hệ số fudge, được ký hiệu bằng chữ cái Hy Lạp lambda, vào kết quả của mình, điều này giữ cho vũ trụ đứng yên.

Tuy nhiên, hơn một thập kỷ sau, nhà thiên văn học người Mỹ Edwin Hubble nhận thấy rằng các thiên hà thực sự đang di chuyển ra khỏi chúng ta, cho thấy vũ trụ đang giãn nở. Einstein gọi lambda là "sai lầm lớn nhất" của ông.

Trong công trình mới nhất, các nhà nghiên cứu đã so sánh khối lượng hố đen trong các thiên hà trẻ - nơi ngôi sao vẫn đang hình thành, với khối lượng hố đen trong các thiên hà khổng lồ không hoạt động - nơi không còn ngôi sao nào được sinh ra. Ở những thiên hà trẻ, các hố đen có thể phát triển bằng cách hút các ngôi sao và vật chất ở gần. Trong khi đó, ở những thiên hà già, không có nhiều thứ cho hố đen hút.

Các nhà khoa học phát hiện các hố đen trong các thiên hà không hoạt động có khối lượng gấp 7-20 lần so với dự kiến. Họ cho rằng đây chính là quá trình mà hố đen đang phát triển sẽ phải trải qua.

Trong 2 bài báo đăng trên Astrophysical Journal và Astrophysical Journal Letters, các nhà nghiên cứu cho biết những phát hiện này có thể được giải thích nếu các lỗ đen phát triển khi vũ trụ giãn nở. Họ lập luận sự mở rộng của các đối tượng được quan sát có thể là do các hố đen mang lõi năng lượng tối, "thế lực" bí ẩn đằng sau việc vũ trụ giãn nở ngày càng nhanh.

Chris Pearson, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: "Tầm quan trọng của công trình này là nó đã sử dụng các lý thuyết về hố đen với năng lượng tối và lần đầu tiên liên kết chúng với các quan sát hữu hình về vũ trụ. Những hố đen này dự kiến sẽ tăng khối lượng khi vũ trụ giãn nở".

Nếu nghiên cứu này đúng, các nhà khoa học sẽ giải được câu đố về nguồn gốc, nếu không muốn nói là bản chất, của một trong những năng lượng bí ẩn nhất trong vũ trụ. Trong số nhiều câu hỏi còn lại là làm thế nào các lỗ đen có thể kéo mọi thứ gần đó về phía chúng đồng thời đẩy vũ trụ ra xa nhau.

Đan Thùy