Nếu bạn rơi vào một lỗ đen?

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Trên thực tế, bạn không thể sống sót trong cuộc hành trình xuyên qua một lỗ đen. Và nếu bạn cố gắng bắn trúng một trong số chúng, chẳng hạn như Matthew McConaughey đã làm trong bộ phim "Interstellar", bạn sẽ bị xé xác rất lâu trước khi biết được bên trong lỗ đen là gì. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã quan sát những vật thể không gian bí ẩn này là có lý do trong nhiều thập kỷ qua. Điều này giúp chúng ta có thể trả lời hai câu hỏi: lỗ đen là gì và cái gì (trên lý thuyết) nằm bên trong nó.

Hố đen là gì?

Để hiểu đầy đủ lý do tại sao bạn không thể rơi hoặc phóng tàu vũ trụ của mình vào một lỗ đen, trước tiên bạn phải hiểu các thuộc tính cơ bản của những vật thể không gian này.

Hố đen là nơi có lực hấp dẫn mạnh đến mức không có ánh sáng hay bất cứ thứ gì khác có thể thoát ra ngoài.

Các lỗ đen không chỉ được đặt tên như vậy, vì chúng không phản xạ hoặc phát ra ánh sáng. Chúng chỉ được nhìn thấy khi chúng hấp thụ các ngôi sao hoặc đám mây khí tiếp theo, mà sau đó không thể thoát ra khỏi biên giới của lỗ đen, được gọi là chân trời sự kiện. Bên ngoài chân trời sự kiện là một chấm nhỏ, điểm kỳ dị, nơi mà lực hấp dẫn mạnh đến mức bẻ cong không gian và thời gian vô tận. Đây là nơi mà các định luật vật lý như chúng ta biết bị vi phạm, có nghĩa là tất cả các lý thuyết về những gì bên trong một lỗ đen chỉ là suy đoán.

Hố đen có vẻ kỳ lạ đối với hầu hết chúng ta, nhưng đối với các nhà khoa học chuyên nghiên cứu về chúng, việc nghiên cứu chúng là điều hết sức bình thường. Các nhà vật lý đã đưa ra lý thuyết về các vật thể tương tự trong nhiều thập kỷ sau khi thuyết tương đối rộng của Albert Einstein dự đoán về sự tồn tại của lỗ đen. Tuy nhiên, khái niệm này không được coi trọng cho đến những năm 1960, khi các nhà khoa học chứng kiến sự hấp thụ của các ngôi sao bởi các lỗ đen. Ngày nay lỗ đen được coi là một phần của quá trình tiến hóa sao, và các nhà thiên văn học nghi ngờ có hàng triệu lỗ đen ngay cả trong dải Ngân hà của chúng ta.

Lỗ đen là gì

Hố đen có nhiều dạng khác nhau và có thể được mô hình hóa với các mức độ khó khác nhau. Ví dụ, một số có thể quay, trong khi một số khác chứa điện tích. Vì vậy, nếu bạn bắn trúng một trong số chúng (tốt, giả sử bạn không bị xé vụn trước đó), số phận chính xác của bạn có thể phụ thuộc vào lỗ đen mà bạn gặp phải.

Ở cấp độ đơn giản nhất, có ba loại lỗ đen: lỗ đen sao, lỗ đen siêu lớn và lỗ đen khối lượng trung bình (di tích).

Các lỗ đen khối lượng sao hình thành khi các ngôi sao rất lớn hoàn thành vòng đời của chúng và sụp đổ. Lỗ đen di tích vẫn còn chưa được hiểu rõ, và chỉ có một số vật thể như vậy được tìm thấy theo thời gian. Nhưng các nhà thiên văn học tin rằng quá trình hình thành của chúng tương tự như quá trình của các lỗ đen siêu lớn.

Các lỗ đen siêu lớn cư trú ở trung tâm của hầu hết các thiên hà và có khả năng phát triển đến kích thước đáng kinh ngạc. Chúng nặng gấp hàng chục tỷ lần Mặt trời của chúng ta - do sự hấp thụ của các ngôi sao và hợp nhất với các lỗ đen khác.

Các lỗ đen sao có thể có kích thước rất nhỏ so với những người anh em họ lớn hơn của chúng, nhưng chúng thực sự có lực thủy triều cực lớn hơn bên ngoài chân trời sự kiện của chúng. Sự khác biệt này là do tính chất đặc biệt của lỗ đen có thể sẽ gây ngạc nhiên cho một số nhà quan sát bình thường. Các lỗ đen nhỏ hơn thực sự có trường hấp dẫn mạnh hơn các lỗ siêu lớn. Có nghĩa là, bạn có nhiều khả năng nhận thấy sự thay đổi trọng lực gần một lỗ đen nhỏ.

Điều gì xảy ra nếu bạn rơi vào hố đen?

Giả sử bằng cách nào đó bạn vẫn tìm thấy mình trong không gian bên cạnh một lỗ đen sao. Làm thế nào để bạn tìm thấy cô ấy? Gợi ý duy nhất cho thấy nó tồn tại có thể là sự biến dạng hấp dẫn hoặc phản xạ từ các ngôi sao gần đó.

Nhưng ngay sau khi bạn bay đến gần nơi xa lạ này, cơ thể của bạn sẽ bị kéo căng về một hướng và bị nghiền nát theo một hướng hoàn toàn khác - một quá trình mà các nhà khoa học gọi là spaghettification. Nó biểu thị sự kéo căng mạnh của các vật thể theo chiều dọc và chiều ngang (nghĩa là đồng hóa chúng với loại mì chính), gây ra bởi một lực thủy triều lớn trong một trường hấp dẫn không đồng nhất rất mạnh. Nói một cách dễ hiểu, lực hấp dẫn của lỗ đen sẽ nén cơ thể bạn theo chiều ngang và kéo theo chiều dọc giống như một chiếc kẹo bơ cứng. Bạn sẽ không thể thở, nói và đọc cuộc trò chuyện Telegram của chúng tôi, thậm chí còn hơn thế nữa.

Nếu bạn nhảy vào hố đen như một người lính, lực hấp dẫn trên các ngón tay của bạn sẽ mạnh hơn nhiều so với lực kéo đầu của bạn. Mỗi phần của cơ thể bạn sẽ được kéo căng theo một hướng khác nhau. Một lỗ đen thực sự sẽ làm cho mì Ý ra khỏi bạn.

Bạn có thể sống sót sau khi rơi vào một lỗ đen?

Vì vậy, một khi bị mắc kẹt trong hố đen sao, bạn có thể sẽ không bận tâm nhiều đến những bí mật "vũ trụ" mà bạn có thể khám phá ở "phía bên kia". Bạn sẽ chết đứng hàng trăm km trước khi biết câu trả lời cho câu hỏi này.

Kịch bản này không hoàn toàn dựa trên các lý thuyết và giả định. Các nhà thiên văn đã chứng kiến sự "hủy diệt thủy triều" này vào năm 2014, khi một số kính viễn vọng không gian bắt gặp một ngôi sao lang thang quá gần một lỗ đen. Ngôi sao bị kéo căng và xé toạc, khiến một phần của nó rơi khỏi đường chân trời sự kiện, trong khi phần còn lại bị ném vào không gian.

Không giống như rơi vào hố đen sao, trải nghiệm rơi vào hố đen siêu lớn hoặc siêu lớn của bạn sẽ ít ác mộng hơn một chút. Mặc dù kết quả cuối cùng, một cái chết ghê rợn, vẫn sẽ là kịch bản duy nhất. Tuy nhiên, trên lý thuyết, bạn có thể đi đến tận chân trời sự kiện và có thể đến điểm kỳ dị khi bạn vẫn còn sống. Khi bạn tiếp tục rơi về phía chân trời sự kiện, cuối cùng bạn sẽ thấy ánh sao thu nhỏ lại một điểm nhỏ phía sau bạn, đổi màu thành xanh lam do sự dịch chuyển màu xanh hấp dẫn. Và sau đó … sẽ có bóng tối. Không. Từ bên trong chân trời sự kiện, không một ánh sáng nào từ vũ trụ bên ngoài có thể chiếu tới con tàu của bạn. Cũng như bạn, bạn sẽ không thể quay lại được nữa.