Mục lục
Hố đen chính là một hung thần đáng sợ, một con quái vật hám ăn mà ai cũng phát ngán khi đối mặt. Nó nuốt chửng tất cả mọi thứ đến gần dù là vật lớn hay nhỏ. Bạn đã biết những gì về hố đen chưa? Bài viết này sẽ cho bạn thêm nhiều kiến thức về nó đấy?
1. Hố đen là gì?
Hố đen còn gọi là lỗ đen hay chân trời sự kiện, là một vùng không – thời gian bị nén đến mức cực đại.
Nó có một trường hấp dẫn mạnh đến nỗi không có mộ thứ vật chất nói chung nào có khối lượng; không gian nhất định hoặc các bức xạ và ánh sáng nào có thể thoát ra ngoài.
Thuyết tương đối rộng tiên đoán một lượng vật chất với khối lượng đủ lớn bị nén lại trong phạm vi đủ nhỏ sẽ làm biến dạng không thời gian tại đó và trở thành một hố đen.
Giả sử, nếu muốn biến dãy himalaya trở thành hố đen, bạn sẽ phải nén cả dãy các ngọn núi này về kích thước chỉ bằng vài nguyên tử. Mặc dù hố đen được tạo thành trong trường hợp này nghe có vẻ thật nhỏ bé, nhưng có một điều chắc chắn rằng, bạn sẽ không bao giờ muốn đứng quá gần với thứ nhỏ bé đó đâu.
Xung quanh hố đen là một mặt phẳng xác định được bởi các phương trình toán học gọi là chân trời sự kiện. Mà tại đó khi vật chất, năng lượng, mọi thứ vượt qua nó sẽ không thể thoát ra ngoài được.
Hố đen gọi là “đen” bởi vì nó hấp thụ mọi bức xạ và vật chất hút qua chân trời sự kiện. Giống như một vật đen tuyệt đối có thể hút tất cả mọi bức xạ trong lý thuyết nhiệt động lực học. Nó cũng không phải là một loại “lỗ” hay “hố” nào mà là một vùng không thời gian bị nén lại tại đây nó không để cho một thứ gì thoát ra.
Lý thuyết trường lượng tử trong không thời gian cong, đã tiên đoán tại chân trời sự kiện lỗ đen có phát ra bức xạ giống như vật đen huyền trong vật lý học có nhiệt độ nhất định phát ra bức xạ nhiệt. Nhiệt độ tại nơi này tỉ lệ nghịch với khối lượng của hố đen đó, khiến cho rất khó quan sát được bức xạ này đối với các lỗ đen có khối lượng lớn hay cực lớn.
Với bán kính 10 mét xung quanh một hố đen có kích thước nhỏ như một nguyên tử sẽ có lực hút ngang bằng với lực hấp dẫn ở bề mặt Trái Đất. Đến đây có lẽ bạn đã biết được phần nào về sức mạnh kinh hoàng của hung thần vũ trụ này rối đấy.
Các quy luật hay định luật vật lý đến với hố đen gần như đều không còn tác dụng. Ví dụ: ánh sáng sẽ không còn truyền theo đường thẳng mà sẽ là đường cong khi có tiếp xúc gần với một hố đen.
2. Số lượng các hố đen trong vũ trụ
Các hố đen có nhiều kích thước khác nhau, từ nhỏ bằng một hành tinh cho tới lớn bằng cả hệ Mặt Trời. Ngoài ra còn có những hố đen khổng lồ gần như lớn hơn 1 thiên hà rất hiếm gặp được gọi là ultra massive.
Như chúng ta đã biết, tại mỗi trung tâm của một thiên hà luôn có tồn tại những hố đen siêu to khổng lồ. Bên cạnh đó, các nhà khoa học còn phát hiện ra thêm có hơn 100 thiên hà lùn nhỏ cũng có những hố đen tại trung tâm vũ trụ của chúng.
So với dải ngân hà có khoảng 200-400 tỷ ngôi sao, các thiên hà lùn có kích thước nhỏ hơn rất nhiều và chúng chỉ có vài tỷ ngôi sao. Nhưng kích thước hố đen ở trung tâm của chúng thì không hề nhỏ. Có một thiên hà lùn nhỏ mang tên M60-UCD1 bên trong nó có tồn tại một hố đen có khối lượng bằng 2 triệu lần khối lượng của Mặt Trời.
Các nhà khoa học tin rằng, khi các thiên hà lớn va chạm với nhau tạo ra các thiên hà lùn với kích thước nhỏ. Và rất có thể số lượng các hố đen trong vũ trụ sẽ tương ứng với số lượng của các thiên hà lùn.
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa ai có thể giải thích được sự tồn tại của những hố đen khổng lồ tại trung tâm những thiên hà lùn nhỏ nhắn này.
3. Sự lớn lên của một hố đen
Như đã nêu trên, về cách để hình thành một hố đen. Hầu hết các hố đen lúc đầu chỉ mang một kích thước nhỏ. Nhưng không nhỏ đến kích thước nguyên tử theo giả thuyết trên nhé! Vậy làm sao để nó lớn lên đây?
Các hố đen nhỏ hay mini sẽ hút khí và bụi trong vũ trụ và các ngôi sao gần nó để hình thành và lớn lên. Quá trình này tạo ra một đĩa tròn xoay xung quanh nó được bồi đắp dần to ra, cung cấp vật chất cho cái lỗ đen bên trong ngày càng lớn lên. Nhưng trong quá trình này cũng có phản lực ly tâm hướng ra làm cho việc hấp thụ vật chất từ chiếc đĩa bồi đắp hay chân trời sự kiện này thường diễn ra rất chậm khiến tốc độ phát triển của một hố đen bị giảm.
Theo các nhà khoa học, trong khoảng thời gian đầu, các hố đen cần mất gần 10 triệu năm để có thể tăng khối lượng từ 10 lần lên tới 10.000 lần khối lượng Mặt Trời. Nếu chỉ hấp thụ vật chất từ đĩa bồi đắp thì nó sẽ không thể đạt tới tốc độ phát triển cực nhanh như vậy. Do đó, nhiều giả thuyết được đặt ra giả thuyết rằng, các hố đen không ở yên một chỗ chờ ăn, mà là nó phải di chuyển để đi săn mồi.
Như vậy, một hố đen trẻ mới hình thành có quỹ đạo riêng của mình và hoạt động rất mạnh mẽ. Ban đầu, chúng di chuyển trong vũ trụ và nhanh chóng hấp thụ vật chất từ khí, bụi, rác vũ trụ và các ngôi sao mới hình thành.
Sau đó, chúng sẽ hoạt động chậm dần lại và theo như tính toán thì giới hạn của một nó là 1 tỷ lần khối lượng Mặt Trời. Hiện này, các nhà khoa học phát hiện ra chân trời sự kiện siêu khổng lồ tại trung tâm dải Ngân hà cũng chỉ mới ở mức 4 triệu lần khối lượng Mặt Trời.
4. Sức mạnh của hố đen
Đã gọi là hung thần vũ trụ, chắc hẳn nó có một sức mạnh vô cùng lớn. Như các hung thần đường phố mà ai cũng cần phải né tránh, giảm việc chạm mặt nhau ít nhất có thể.
4.1. Giả sử, có một hố đen có kích thước bằng một chiếc đồng xu
Thì khối lượng cử nó đã xấp xỉ bằng với khối lượng của Trái Đất và lực hấp dẫn của nó sẽ ở mức gấp 1 tỷ tỷ lần lại hấp dẫn của Trái Đất.
Nếu giả sử trái đất đến gần với hố đen này thì sẽ xảy ra hiện tượng gì? Cái kết rất bi thảm luôn đấy!
Đầu tiêu là quỹ đạo hình elip quay quanh mặt trời sẽ bị thay đổi bởi lực hấp dẫn cữ kỳ mạnh của nó.
Với kích thước to gấp vài tỷ lần, nhưng cái kết của quả đất này của chúng ta cũng như những cái kết khác là sẽ bị nuốt chửng vào bên trong nó. Nhưng không phải một lần, mà là bị chia cắt thành nhiều phần rồi ăn dần.
4.2. Giả sử, một hố đen có khối lượng bằng 1 chiếc đồng xu
Một đồng xu sẽ có khối lượng khoảng 4-5gam. Hãy tưởng tượng rằng, khi nén 5gam vật chất trở thành một hố đen, thì kích thước của nó sẽ ra sao?
Đúng như thế, với 5gam bị nén thì kích thước của một chân trời sự kiện này sẽ nhỏ hơn vài tỷ lần so với kích thích của một nguyên tử. Đừng để bị lừa bổi kích thước nhỏ của nó nhé, nhỏ mà có võ đấy!
Điều đầu tiên chúng ta cần biết, là sẽ liên tục bốc hơi các vật chất sẵn có hay những vật chất hút được trở lại vũ trụ, gọi là “Sự bốc hơi của hố đen”. Chính sự bốc hơi này sẽ làm giảm khối lượng và năng lượng của nó.
Do đó, dù có nuốt bao nhiêu hành tinh đi nữa, nó cũng không thể tăng thêm khối lượng. Theo thời gian, các hung thần nhí sẽ co lại và biến mất. Điều đáng nói ở đây là sự bốc hơi này diễn ra ở một hố đen siêu nhỏ thì lại diễn ra mạnh mẽ hơn nhiều so với một cái lớn hơn.
Với chân trời sự kiện nặng bằng đồng xu, vì kích thước quá nhỏ nên sự bốc hơi diễn ra với nó nhanh đến mức tạo ra cả một vụ nổ lớn. Theo ước tính thì sẽ tương đương với 100.000 tấn thuốc nổ TNT. Sức mạnh của vụ nổ này đương nhiên không làm Trái Đất vỡ vụn nhưng cũng đủ để quét sạch mọi thứ nằm trong phạm vi ảnh hưởng của nó!
Thật đúng với câu nhỏ nhưng có võ. Sức mạnh của nó rất kinh hoàng, mặc dù hung thần này lớn hay nhỏ. Đã là hung thần thì ai cũng mong là không phải đối mặt với nó.
5. Vậy hung thần này sẽ đưa những vật chất đi đâu thông qua nó?
Một số người cho rằng, chân trời sự kiện sẽ đưa những vật chất này đến một nơi khác trong vũ trụ. Ví nó như một trong những cánh cổng không gian hay cánh cửa thần kì của doraemon.
Một số người lại cho rằng, khi rơi qua một chân trời sự kiện thực sự đã vượt ra khỏi bức màn. Một khi ai đó vượt qua nó, không ai có thể gửi tín hiệu trở lại. Mọi thứ sẽ bị xé toạc thành từng mảnh bởi lực hấp dẫn khổng lồ của tên hung thần này. Vì vậy bất kỳ ai rơi xuống sẽ chẳng đi đến bất cứ đâu mà chỉ biến thành các mảnh vụ hoặc các nguyên tử bồi đắp cho sự to lên của chiếc lỗ.
Còn một số người lại cho rằng, bên trong hố đen có chưa một chiếc tường lửa. Nó đốt sạch mọi thứ vật chất đi vào bên trong chân trời sự kiện này. Cho nên nó khi dãn đến đâu cả, nó chỉ dẫn vật chất về với tro bụi hoặc trạng thái nguyên tử ban đầu của chúng.
Tóm lại vẫn chưa ai có thể biết được nó sẽ thông đến đâu, chưa có một phát hiện nào về việc hố đen sẽ mang vật chất đến một nơi nào đó.
6. Kết
Quan bài viết chúng tôi đã cho bạn biết thêm được nhiều thông tin về hố đen trong cái vũ trụ bao la, cách để hình thành nó, sức mạnh kinh hoàng của nó ra sao và một số bí ẩn về chân trời sự kiện này chưa được một ai khám phá ra.
Với tên hung thần vũ trụ mang tên hố đen này thì các nhà khoa học hay các nhà thiên văn học vẫn còn đang còn cần phải nghiên cứu rất nhiều. Do chúng hoạt động ít theo một nguyên tắc nào cả và những thứ này chúng ta không thể trải nghiệm. Nếu có trải nghiệm thì cũng không có thông tin mang về được.
Nếu bạn thấy bài viết này có ích cho bạn, hãy theo dõi trang web của chúng tôi thường xuyên để đón đọc thêm được nhiều bài viết hay hơn bạn nhé!
