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

Nếu hố đen là nơi mọi thứ có thể rơi vào nhưng không thể thoát ra, liệu vũ trụ có tồn tại một “cánh cửa ngược lại”?

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

Thế kỷ 18, người phụ nữ bị xem là 'người giúp việc' đã phát hiện 8 sao chổi

Có một thời, bầu trời đêm gần như được xem là lãnh địa của đàn ông, nhưng một phụ nữ đã lặng lẽ dùng kính thiên văn để thay đổi điều đó.

Sinh năm 1750 tại Hannover, Caroline Herschel ban đầu không được định hướng trở thành nhà khoa học. Tuổi thơ của bà bị ảnh hưởng bởi bệnh thương hàn, khiến cơ thể phát triển thấp bé. Mẹ bà cũng không muốn con gái được học hành quá nhiều, chủ yếu để Caroline làm việc nhà. Thế nhưng cuộc đời bà thay đổi khi năm 1772, ở tuổi 22, Caroline sang Anh sống cùng người anh William Herschel.

Hubble hé lộ hình thập giác kỳ lạ trên cực nam của Sao Thổ

Các nhà thiên văn học đã phát hiện một làn sóng khí quyển có hình dạng 10 cạnh ở cực Nam của sao Thổ, điều trước đó đã từng xuất hiện ở cực Bắc.

Các nhà khoa học theo dõi thời tiết trên sao Thổ vừa phát hiện một hình đa giác kỳ lạ bao quanh cực Nam của hành tinh này. Ở phía ngược lại, cực Bắc của hành tinh đã từng nổi bật với một luồng khí hình lục giác tối màu kéo dài ít nhất 45 năm khi Voyager của NASA bay ngang qua hành tinh khổng lồ có vành đai vào năm 1980 và 1981.

090126-mb-saturn-main.jpg
Hubble chụp được một làn sóng khí quyển 10 cạnh bao quanh cực nam của Sao Thổ

Hố đen đầu tiên được chụp như thế nào với 5 petabyte dữ liệu và 8 kính thiên văn?

Ghi lại một thực thể cách Trái Đất chục triệu năm ánh sáng, một “bức ảnh” lịch sử được tạo ra từ dữ liệu của những kính thiên văn rải rác khắp hành tinh.

Ngày 10/4/2019, thế giới lần đầu tiên nhìn thấy hình ảnh của một hố đen. Đó là hố đen siêu khối lượng M87*, nằm tại trung tâm thiên hà Messier 87, cách Trái Đất khoảng 55 triệu năm ánh sáng và có khối lượng tương đương 6,5 tỷ Mặt Trời. Nhưng điều đáng kinh ngạc là các nhà khoa học thực ra không “chụp” hố đen theo cách một chiếc máy ảnh chụp một vật thể.

Đọc nhiều nhất

Vì sao nóng vội càng dễ thất bại?

Vì sao nóng vội càng dễ thất bại?

Người xưa có câu “dục tốc bất đạt” - câu nói ngắn gọn ấy không chỉ là một lời nhắc về cách làm việc, mà còn chứa đựng một bài học sâu sắc về cách sống.

Tin mới