Khi xem những chương trình về khoa học, chắc chắn bạn đã từng nghe nhắc đến một “quái vật vũ trụ” đáng sợ mang tên hố đen. Hố đen có thể hút mọi vật chất vào trong đó khi những vật chất đến gần. Vậy hố đen vũ trụ là gì, đến từ đây? Bài viết sau sẽ cung cấp những kiến thức hữu ích để có thể giải đáp vấn đề đó.
Hố đen vũ trụ là gì?
Hố đen vũ trụ có tên tiếng Anh là black hole là một vùng không gian và thời gian trong đó trường hấp dẫn có thể hút tất cả mọi thứ, đến cả ánh sáng cũng không thể thoát ra được. Những vụ nổ của hành tinh lớn được cho là nguồn gốc hố đen.
Trong học thuyết tương đối rộng, tiên đoán một lượng vật chất với khối lượng đủ lớn đồng thời với một phạm vi đủ nhỏ có thể làm biến đổi cả không gian và thời gian để hình thành hố đen. Xung quanh của lỗ đen có một mặt xác định bởi phương trình toán học mang tên chân trời sự kiện. Hố đen có khả năng hấp thụ bất cứ bức xạ và vật chất, không cho chúng thoát ra.
Đặc điểm của hố đen vũ trụ
Lực hấp dẫn của hố đen vô cùng lớn, không có bất cứ thứ gì có thể thoát ra được khi vào phạm vi của nó. Đến cả ánh sáng cũng có thể hút vào, và kết quả chung của bất cứ vật chất nào lại gần hố đen đó chính là bị hút trọn vào một nơi không có lối thoát.
Cấu tạo của hố đen được chia thành 3 phần đó là phần chân trời sự kiện nằm ở bên ngoài, vùng chân trời sự kiện bên trong và vùng kỳ dị. Nếu như có bất cứ vật chất nào lọt vào chân trời sự kiện ngoài và trong, đều sẽ bị hố đen hút vào. Còn phần kỳ dị trong cùng chính là vùng trung tâm của hố đen, trong đó có chứa toàn bộ khối lượng của nó, lượng vật chất vô cùng lớn và không thể đong đếm được.
Tính chất vật lý của hố đen
Theo các nhà khoa học, hố đen đơn giản nhất hiện nay có thông số là khối lượng mà không có bất cứ thông số về điện tích hay trục quay của nó. Lỗ đen này được đề cập thông qua mêtric Schwarzschild, mang tên nhà khoa học Karl Schwarzschild- người đã đưa ra được đáp án chính xác cho thuyết tương đối tổng quát 1916.
Và theo như định lý của Birkhoff, kết quả của phương trình là nghiệm miêu tả không gian – thời gian của vùng chân không bên ngoài một khối vật chất có dạng đối xứng cầu. Điều này đồng nghĩa là không có sự khác biệt trong một trường hấp dẫn của lỗ đen đối với những vật thể khác bán kính lớn hơn và có khối lượng tương đương.
Hình ảnh phổ biến trong kiến thức của mọi người đó chính là hố đen vũ trụ có thể hút mọi thứ xung quanh về phía chân trời sự kiện. Càng xa bên ngoài lỗ đen, trường hấp dẫn của lỗ đen sẽ làm cong không gian và thời gian quanh nó, điều này là tương tự như trường hấp dẫn của vật thể cùng khối lượng với nó.
Hố đen vũ trụ có nguồn gốc từ đâu?
Vũ trụ có nhiều điều bí ẩn chúng ta không thể khám phá hết được, trong đó bao gồm cả nguồn gốc của hố đen. Có nhiều giả thiết về hố đen được đưa ra và đa phần mọi người đều ủng hộ việc hình thành hố đen là đến từ một ngôi sao khổng lồ và nó đang bước đến giai đoạn cuối của quá trình tiến hóa. Cụ thể:
Hố đen vũ trụ hình thành từ vụ nổ của ngôi sao
Những ngôi sao khổng lồ cần phải đi qua hàng tỷ năm để tiến hóa, và những vật chất bên trong lõi của nó đã qua hàng loạt phản ứng tổng hợp hạt nhân. Những hạt nhân trở nên nặng hơn và không thể hình thành và tổng hợp được các hạt nhân khác nữa. Điều này khiến cho ngôi sao tăng về kích thước ở bên trong, sau đó một vụ nổ khổng lồ trong vũ trị xảy ra, kết thúc chu kỳ ngôi sao đó, được gọi là hiện tượng siêu tân tinh.
Sự kiện sau vụ nổ
Sau khi vụ nổ này diễn ra, phần vật chất bao ngoài sẽ văng theo nhiều hướng đi xa, chỉ còn lại vật chất của phần lõi. Khi còn là một ngôi sao, mật độ và các phản ứng hạt nhân diễn ra nhưng vật chất sẽ tạo nên lực đẩy cân bằng cà lực hút lớn tại lõi ngôi sao, từ đó đảm bảo liên kết để ngôi sao không đổ vỡ.
Nhưng sau khi vụ nổ diễn ra, cấu trúc cân bằng này đã bị phá vỡ hoàn toàn, không có gì để chống đỡ từ lực hút của ngôi sao. Từ đó, vật chất dần được hút lại với nhau và tạo nên điểm kỳ dị. Từ điểm kỳ dị này sẽ tạo nên vật chất lớn vô hạn cùng với trường hấp dẫn cực kỳ khủng khiếp, đó chính là nguồn gốc ra đời của hố đen.
Hố đen lớn nhất và hố đen nhỏ nhất
Đến ngày nay, các nhà khoa học, thiên văn học đã xác định được khối lượng của khối lượng của hố đen lớn nhất và nhỏ nhất đó là:
Hố đen vũ trụ lớn nhất
Ngôi vị hố đen lớn nhất tính đến thời điểm hiện tại vẫn thuộc về hố đen mang tên T-O-N 618 và khối lượng của nó gấp khoảng 66 tỷ lần mặt trời. Theo đó, khoảng cách từ mặt trời đến hố đen này đến mặt trời là vào khoảng 10 tỷ năm ánh sáng và được các nhà khoa học phát hiện vào năm 1957.
Hố đen vũ trụ nhỏ nhất
Hố đen được các nhà khoa học phát hiện vào ngày 31/10/2019 được xác định là hố đen nhỏ nhất. Hố đen này cách trái đất chúng ta khoảng 1,8 triệu năm ánh sáng, đồng thời có khối lượng lớn hơn 25 phần mặt trời. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã chỉ ra rằng hố đen này chuẩn bị sáp nhập với một hố đen có khối lượng lớn hơn.
Hố đen nguy hiểm đến mức nào?
Hố đen được mệnh danh là quái vật không gian, đã có rất nhiều giả thiết về khả năng, sức mạnh vô hạn của nó. Theo đó, hố đen có thể “nuốt chửng” cả một dải không hà và khiến cho tất cả kết thúc nếu như không may rơi vào nó. Chúng ta chỉ quan sát từ bên ngoài, vậy nên không thể biết được điều gì đang diễn ra ở bên trong lỗ đen.
Theo giáo sư Stephen Hawking, nếu như đi qua chân trời của hố đen giống như việc trượt chân rơi vào thác nước không đáy. Trước khi bạn chạm vào tới hạn của chân trời sự kiện, bạn chỉ có cơ hội rất mong manh đó là chạy cực nhanh về phía ngược lại. Nhưng khi đã đến gần mép, lực kéo rất nhanh và mạnh, cuốn mọi thứ vào trong đó rồi biến mất mãi mãi.
Có thể bạn quan tâm:
- Băng tan – Hiện tượng gây hiểm họa khôn lường cho Trái Đất
- Siêu trăng là gì? Bật mí thông tin thú vị về hiện tượng này
Sẽ ra sao nếu như chúng ta rơi vào hố đen?
Phụ thuộc vào khối lượng của hố đen vũ trụ, trọng lực của lỗ đen, điều này có thể khiến bạn bị xé ra từng mảnh, hoặc là bị kéo dài đến vô tận hoặc là bị vặn xoắn. Chính vì thế, con người khi rơi vào hố đen không bao giờ có cơ hội sống sót, bởi không có bất cứ thứ gì có thể thoát khỏi “miệng” của chúng.
Tính toán về lý thuyết, con người có thể sống trong lỗ đen nếu như rơi vào một hố siêu lớn khi đã được kéo ra khỏi đường giới hạn an toàn bởi lực siêu hấp dẫn. Nhưng kết cục cũng chẳng khá khẩm hơn khi bạn rơi vào khoảng không vô tận, những vật chất có mật độ dày đặc cũng khiến bạn nhanh chóng biến mất.
Như vậy, bài viết đã tổng hợp những thông tin thú vị về hố đen vũ trụ. Đây đích thị là quái vật của vũ trụ khiến cho mọi thứ biến mất ngay tức khắc khi bị nuốt chửng vào.
