Tại sao hỗ đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Halloween là thời điểm bị ám ảnh bởi ma, yêu tinh và ma cà rồng, nhưng không có gì trong vũ trụ đáng sợ hơn một lỗ đen.
Các lỗ đen – khu vực trong không gian nơi có lực hấp dẫn mạnh đến mức không gì có thể thoát ra ngoài – đang là chủ đề nóng hổi trong thời sự những ngày này. Một nửa giải Nobel Vật lý năm 2020 được trao cho Roger Penrose vì công trình toán học của ông cho thấy lỗ đen là hệ quả không thể tránh khỏi của lý thuyết hấp dẫn của Einstein. Andrea Ghez và Reinhard Genzel chia sẻ nửa còn lại vì đã chỉ ra rằng một lỗ đen khổng lồ nằm ở trung tâm thiên hà của chúng ta .
Lỗ đen đáng sợ vì ba lý do. Nếu bạn rơi vào một lỗ đen còn sót lại khi một ngôi sao chết, bạn sẽ bị xé vụn. Ngoài ra, các lỗ đen khổng lồ được nhìn thấy ở trung tâm của tất cả các thiên hà đều có cảm giác thèm ăn vô độ. Và lỗ đen là nơi mà các định luật vật lý bị xóa bỏ.
Tôi đã nghiên cứu về các lỗ đen trong hơn 30 năm . Đặc biệt, tôi đã tập trung vào các lỗ đen siêu lớn ẩn náu ở trung tâm của các thiên hà. Hầu hết thời gian chúng không hoạt động, nhưng khi chúng hoạt động và ăn các ngôi sao và khí, khu vực gần hố đen có thể vượt xa toàn bộ thiên hà chứa chúng. Các thiên hà nơi các lỗ đen đang hoạt động được gọi là chuẩn tinh . Với tất cả những gì chúng ta đã học được về lỗ đen trong vài thập kỷ qua, vẫn còn rất nhiều bí ẩn cần giải đáp.
CHẾT BỞI HỖ ĐEN
Các lỗ đen được cho là sẽ hình thành khi một ngôi sao lớn chết đi. Sau khi nhiên liệu hạt nhân của ngôi sao cạn kiệt, lõi của nó sụp đổ đến trạng thái vật chất dày đặc nhất có thể tưởng tượng được, đặc hơn một trăm lần so với hạt nhân nguyên tử. Nó dày đặc đến mức proton, neutron và electron không còn là những hạt rời rạc nữa. Vì lỗ đen có màu tối, chúng được tìm thấy khi chúng quay quanh một ngôi sao bình thường . Các đặc tính của ngôi sao bình thường cho phép các nhà thiên văn suy ra các đặc tính của người bạn đồng hành tối của nó, một lỗ đen.
Hố đen đầu tiên được xác nhận là Cygnus X-1 , nguồn tia X sáng nhất trong chòm sao Cygnus. Kể từ đó, khoảng 50 lỗ đen đã được phát hiện trong các hệ thống mà một ngôi sao bình thường quay quanh một lỗ đen. Chúng là những ví dụ gần nhất về khoảng 10 triệu người được cho là sẽ nằm rải rác trong Dải Ngân hà.
Hố đen là ngôi mộ của vật chất; không gì có thể thoát khỏi chúng, kể cả ánh sáng. Số phận của bất kỳ ai rơi vào hố đen sẽ là một “sự ảo hóa” đau đớn, một ý tưởng được Stephen Hawking phổ biến trong cuốn sách “Lược sử thời gian ” của ông. Trong quá trình spaghettification, lực hấp dẫn cực mạnh của lỗ đen sẽ kéo bạn ra xa, tách xương, cơ, gân và thậm chí cả các phân tử của bạn. Như nhà thơ Dante đã mô tả những từ trên cổng địa ngục trong bài thơ Divine Comedy của ông: Hãy từ bỏ hy vọng, tất cả những người bước vào đây.
MỘT CON THÚ ĐÓI TRONG THIÊN HÀ
Trong 30 năm qua, các quan sát bằng Kính viễn vọng Không gian Hubble đã chỉ ra rằng tất cả các thiên hà đều có lỗ đen tại tâm của chúng . Các thiên hà lớn hơn có lỗ đen lớn hơn.
Thiên nhiên biết cách tạo ra các lỗ đen trên một phạm vi khối lượng đáng kinh ngạc, từ xác chết của ngôi sao có khối lượng gấp vài lần Mặt trời đến những con quái vật to gấp hàng chục tỷ lần. Đó giống như sự khác biệt giữa một quả táo và Đại kim tự tháp Giza.
Số phận của bất kỳ ai rơi vào hố đen sẽ là một “sự biến dạng” đầy đau đớn, một ý tưởng được Stephen Hawking phổ biến trong cuốn sách “Lược sử thời gian”.
Mới năm ngoái, các nhà thiên văn đã công bố bức ảnh đầu tiên về một lỗ đen và đường chân trời sự kiện của nó, một con quái vật có khối lượng 7 tỷ mặt trời ở trung tâm của thiên hà hình elip M87.
Nó lớn hơn một nghìn lần so với lỗ đen trong thiên hà của chúng ta, mà những người khám phá ra nó đã giành được giải Nobel năm nay. Các lỗ đen này hầu hết đều tối, nhưng khi lực hấp dẫn của chúng kéo theo các ngôi sao và khí gần đó, chúng bùng phát hoạt động mạnh và bơm ra một lượng bức xạ khổng lồ. Các lỗ đen khổng lồ nguy hiểm theo hai cách. Nếu bạn đến quá gần, lực hấp dẫn khổng lồ sẽ hút bạn vào. Và nếu chúng đang ở giai đoạn chuẩn tinh hoạt động, bạn sẽ bị thổi bay bởi bức xạ năng lượng cao.
Chuẩn tinh sáng như thế nào? Hãy tưởng tượng bạn đang bay lượn trên một thành phố lớn như Los Angeles vào ban đêm. Khoảng 100 triệu ánh sáng từ ô tô, nhà cửa và đường phố trong thành phố tương ứng với các vì sao trong thiên hà. Trong sự tương tự này, lỗ đen ở trạng thái hoạt động giống như một nguồn sáng có đường kính 1 inch ở trung tâm thành phố LA sáng hơn thành phố một phần trăm hoặc hàng nghìn. Chuẩn tinh là những vật thể sáng nhất trong vũ trụ.
Các lỗ đen lớn nhất được phát hiện cho đến nay nặng trong lúc 40 tỷ lần khối lượng Mặt Trời, hoặc 20 lần so với kích thước của hệ thống năng lượng mặt trời. Trong khi các hành tinh bên ngoài trong hệ mặt trời của chúng ta quay quanh quỹ đạo một lần trong 250 năm, vật thể nặng hơn nhiều này quay ba tháng một lần. Cạnh ngoài của nó di chuyển với tốc độ bằng một nửa ánh sáng. Giống như tất cả các lỗ đen khác, những lỗ khổng lồ được che chắn khỏi tầm nhìn bởi chân trời sự kiện . Tại tâm của chúng là một điểm kỳ dị, một điểm trong không gian mà mật độ là vô hạn. Chúng ta không thể hiểu được bên trong lỗ đen bởi vì các quy luật vật lý bị phá vỡ. Thời gian đóng băng ở chân trời sự kiện và lực hấp dẫn trở nên vô hạn ở điểm kỳ dị.
Tin tốt về các lỗ đen lớn là bạn có thể sống sót khi rơi vào một lỗ đen. Mặc dù lực hấp dẫn của chúng mạnh hơn, nhưng lực kéo giãn yếu hơn so với khi xảy ra với một lỗ đen nhỏ và nó sẽ không giết chết bạn. Tin xấu là chân trời sự kiện đánh dấu bờ vực thẳm. Không có gì có thể thoát ra từ bên trong chân trời sự kiện, vì vậy bạn không thể trốn thoát hoặc báo cáo về trải nghiệm của mình.
Theo Stephen Hawking, các lỗ đen đang dần bốc hơi . Trong tương lai xa của vũ trụ, rất lâu sau khi tất cả các ngôi sao đã chết và các thiên hà bị thu hẹp tầm nhìn bởi sự giãn nở ngày càng nhanh của vũ trụ, lỗ đen sẽ là vật thể cuối cùng còn sót lại.
9xac Blog - Kênh tin tức 9xac - Chuyên trang tin tức mới - Hot,cập nhật liên tục nhanh nhất.
