Bật mí top 10 bí mật về lỗ đen vũ trụ mà có thể bạn chưa biết?

Lỗ đen – đối tượng duy nhất trong vũ trụ có khả năng “bẫy nhốt” ánh sáng bằng lực siêu năng của mình – đủ để hấp dẫn nhân loại nghiên cứu và tìm hiểu.
1. Lỗ đen vũ trụ không hút mọi thứ

Một số người nghĩ rằng lỗ đen giống như máy hút bụi vũ trụ khổng lồ, hút mọi thứ xung quanh. Nhưng thực tế thì hố đen cũng giống như bất kỳ đối tượng nào tồn tại trong không gian ngoại trừ lực hấp dẫn cực mạnh.

Lỗ đen vũ trụ không hút tất cả mọi thứ như bạn nghĩ

Nếu thay thế Mặt Trời với một lỗ đen có cùng khối lượng, Trái Đất vẫn bình ổn quay quanh lỗ đen như quay quanh Mặt Trời mà không hề bị hút vào.

2. Einstein không phải là người phát hiện ra lỗ đen

Mặc dù tuyết tương đối của Einstein dự đoán được sự hình thành lỗ đen, nhưng Karl Schwarzschild mới là người đầu tiên sử dụng phương trình của Einstein và chứng minh lỗ đen có thể thật sự hình thành. Ông làm điều này vào năm 1915, đúng thời gian Einstein cho ra thuyết tương đối rộng.

Trước đó rất lâu, bác học người Anh John Michell dự đoán về sự tồn tại của “sao tối” lớn có thể sở hữu lực hấp dẫn đủ mạnh để kéo cá ánh sáng vào. Nhưng cho đến năm 1967, lỗ đen mới có tên hiệu như bây giờ.

3. Lỗ đen sẽ kéo chúng ta và mọi thứ ra như sợi mì

Lỗ đen thực sự có khả năng đáng kinh ngạc này. Hiện tượng này được gọi là “spaghettification” (hiệu ứng mì ống). Lỗ đen với mật độ vật chất siêu lớn của nó sẽ bẻ cong không – thời gian xung quanh một cách dữ dội. Nếu bị lọt vào, chúng ta sẽ bị biến dạng, kéo dãn từ từ, hình dạng trở nên dài ra và hẹp lại cho đến khi bị xé toạc ra.

4. Các lỗ đen có thể sinh vũ trụ mới

Nghe có vẻ điên rồ khi cho rằng lỗ đen có thể hút mọi thứ rồi sinh ra vũ trụ mới, nhất là khi chúng ta còn chưa biết thật tồn tại vũ trụ khác nơi chúng ta đang sống hay không. Tuy nhiên, các lý thuyết này lại là lĩnh vực đang được nghiên cứu ngày nay.

Khi nhìn vào các con số tính toán, các nhà khoa học thấy rằng có rất nhiều điều kiện thuận lợi để tạo ra sự sống ngoài kia. Những gì ở trung tâm lỗ đen phá vỡ mọi quy luật vật lý và có thể, theo lý thuyết, thay đổi các điều kiện rồi sản sinh ra vũ trụ mới.

5. Lỗ đen kéo không gian xung quanh

Không gian như một tấm cao su với các đường lưới. Khi các đối tượng vũ trụ đặt lên trên nó, nó chỉ lún một chút. Hiệu ứng này bóp méo các đường lưới khiến chúng không còn thẳng mà cong. Càng làm không gian lún sâu, thì không gian càng bị bóp méo và các đường cong cong hơn. Phần cong nhất là do các hố đen. Chúng tạo ra một giếng sâu đến nỗi không có gì có đủ năng lượng để thoát ra ngoài, kể cả ánh sáng.

6. Lỗ đen là nhà máy năng lượng
Lỗ đen có thể tạo ra năng lượng hiệu quả hơn so với Mặt Trời của chúng ta. Những đĩa vật chất ở quỹ đạo xung quanh hố đen đóng vai trò quan trọng trong việc này. Phần gần rìa của chân trời sự kiện trên các cạnh bên trong của đĩa vật chất sẽ quay nhanh hơn nhiều so với các vật liệu tại cạnh ngoài của đĩa.

Đây là do tác động cùa lực hấp dẫn mạnh gần chân trời sự kiện. (Chân trời sự kiện là biên phía trong của không – thời gian gần một điểm kỳ dị, tất cả các loại vật chất nếu nằm dưới giới hạn này, kể cả các sóng điện từ đều không thể vượt ra ngoài để đến với người quan sát).

Do vật liệu quay xung quanh và di chuyển nhanh nên nó nóng lên đến hàng tỉ độ và có khả năng chuyển đổi các vật liệu thành năng lượng dưới dạng bức xạ vật đen (Blackbody-radiation: hiện tượng giao thoa, nhiễu xạ và phân cực của ánh sáng chứng tỏ ánh sáng có bản chất sóng nhưng quang học sóng đã bế tắc trong việc giải thích sự bức xạ nhiệt của vật đen và hiện tượng quang điện).

Để dễ hình dung, có thể so sánh nếu tổng hợp hạt nhân chuyển đổi khoảng 0.7% khối lượng thành năng lượng thì lỗ đen chuyển đổi 10% khối lượng thành năng lượng.

7. Có một siêu lỗ đen ở trung tâm thiên hà của chúng ta

Các nhà khoa học tin rằng luôn có một lỗ đen khổng lồ ở trung tâm hầu hết các thiên hà – bao gồm cả thiên hà Milky Way của chúng ta. Những lỗ đen này đang neo giữ thiên hà, giữ chúng ở lại trong không gian.

Theo đó, lỗ đen ở thiên hà Milky Way có tên Sagittarius A lớn hơn 4 triệu lần Mặt Trời. Mặc dù lỗ đen hiện cách chúng ta đến gần 30.000 năm ánh sáng khá yên tĩnh nhưng các nhà khoa học tin rằng 2 triệu năm trước, nó đã tách ra từ một vụ nổ có thể nhìn thấy từ Trái Đất.

Thời gian chậm lại khi bạn đến chân trời sự kiện – điểm không trở lại. Để hiểu tại sao, chúng ta quay lại ví dụ sinh đôi thường được dùng để giải thích thuyết tương đối rộng của Einstein

Một cặp sinh đôi, một người trên Trái Đất trong khi người kia phóng vào không gian với tốc độ của ánh sáng, rồi quay lại, trở về nhà. Người du hành trong không gian trẻ hơn người ở lại vì bạn càng di chuyển nhanh, thời gian càng chậm. Tương tự, khi đến chân trời sự kiện, bạn di chuyển tốc độ cao gây ra do lực hấp dẫn mạnh mẽ từ các lỗ đen nên thời gian sẽ chậm lại.

9. Lỗ đen bốc hơi theo thời gian

Các lỗ đen có thể không có đáy khiến một số năng lượng có thể thoát khỏi chúng. Phát hiện đáng ngạc nhiên này lần đầu tiên được đưa ra bởi Stephen Hawking năm 1974. Hiện tượng này được đặt tên là bức xạ Hawking.

Bức xạ Hawking phân tán khối lượng của hố đen vào không gian và cứ như vậy qua thời gian, hố đen sẽ không còn gì. Đây là nguyên nhân khiến lỗ đen bị chết. Đây cũng là lý do tại sao bức xạ Hawking còn được biết đến như hiện tượng lỗ đen bốc hơi.

10. Mọi thứ đều có thể trở thành lỗ đen

Sự khác biệt duy nhất giữa một lỗ đen và Mặt Trời là trung tâm của lỗ đen được làm bằng vật liệu cực kỳ dày đặc, trong đó cung cấp cho các lỗ đen một trường hấp dẫn mạnh mẽ. Đó chính là trường hấp dẫn mà có thể bẫy nhốt tất cả mọi thứ, kể cả ánh sáng. Đây cũng là lý do tại sao chúng ta không thể nhìn thấy các lỗ đen.

Do vậy, theo lý thuyết, có thể tạo ra lỗ đen từ mọi thứ. Ví dụ như nén Mặt Trời xuống còn kích thước chỉ 3,7 dặm, nén tất cả các khối trong ánh nắng Mặt Trời xuống một không gian vô cùng nhỏ, làm cho nó cực kỳ dày đặt đều tạo ra được. Tương tự, ta có thể áp dụng các lý thuyết này với cả Trái Đất hoặc cơ thể của chính mình.