Chúng ta có thể phá hủy lỗ đen: Đi sâu vào những bí ẩn vũ trụ
Mục lục
- Giới thiệu về lỗ đen
- Nỗ lực tiêu diệt hố đen
- Cho ăn quá nhiều và tương lai của vật lý
- Lối đi an toàn: Bức xạ Hawking
Giới thiệu về Hố đen
Hố đen là một trong những thực thể hấp dẫn và bí ẩn nhất trong vũ trụ của chúng ta. Những con quái vật vũ trụ này được biết đến với khả năng nuốt chửng bất cứ thứ gì vượt qua chân trời sự kiện của chúng, từ ánh sáng đến toàn bộ các ngôi sao. Nhưng bạn đã bao giờ tự hỏi liệu bản thân các lỗ đen có thể bị phá hủy hay không?
Trong vật lý, lỗ đen chỉ được mô tả bằng ba tính chất: khối lượng, spin và điện tích. Một khi những thực thể bí ẩn này hình thành, nguồn gốc của chúng trở nên không liên quan - cho dù chúng được sinh ra từ một ngôi sao sụp đổ hay một quả chuối ương ngạnh, chúng được xác định đầy đủ bởi ba con số này. Sự đơn giản này làm cho chúng khá giống với các hạt cơ bản, đặt ra câu hỏi: Liệu chúng ta có thể tiêu diệt một lỗ đen bằng cách sử dụng một lỗ đen chống đen, giống như sự hủy diệt hạt-phản hạt không?
"Các lỗ đen đã thu hút trí tưởng tượng của nhân loại trong nhiều thập kỷ, nhưng sự đơn giản và phức tạp của chúng khiến chúng vừa hấp dẫn vừa ghê gớm."
Nỗ lực phá hủy lỗ đen
Một trong những ý tưởng phấn khích nhất là ném một lượng lớn phản vật chất vào một lỗ đen. Vật chất và phản vật chất tiêu diệt lẫn nhau, giải phóng năng lượng trong quá trình này. Nhưng, đáng tiếc thay, cách tiếp cận này tỏ ra vô ích. Các lỗ đen thờ ơ với loại vật chất mà chúng tiêu thụ; Chúng chỉ quan tâm đến năng lượng khối lượng tổng thể, năng lượng này không thay đổi cho dù bạn cho chúng ăn vật chất hay phản vật chất.
Sau đó, chúng ta có thể tiêu diệt các lỗ đen bằng cách va chạm chúng với các đối tác chống của chúng không? Về mặt lý thuyết, một lỗ đen và một lỗ đen phản hổi phải có điện tích đối lập, có khả năng dẫn đến phản ứng đáng kể khi va chạm. Tuy nhiên, điều này cũng không đạt được vì các điện tích sẽ chỉ đơn thuần trả trống, dẫn đến một lỗ đen trung tính, lớn hơn.
Ý tưởng phá vỡ các lỗ đen thông qua lực tuyệt đối, chẳng hạn như kích nổ vũ khí hạt nhân tại chân trời sự kiện của chúng, nghe có vẻ ly kỳ nhưng sẽ chỉ làm tăng khối lượng của lỗ đen. Có vẻ như vũ lực đơn thuần không phải là câu trả lời.
"Vũ trụ, dường như, đã tạo ra các lỗ đen với sự khéo léo như vậy, khiến chúng gần như bất khả chiến bại trước những nỗ lực hủy diệt giàu trí tưởng tượng nhất của chúng ta."
Cho ăn quá nhiều và tương lai của vật lý
Khái niệm nuôi quá nhiều lỗ đen giới thiệu một bước ngoặt hấp dẫn. Nếu một lỗ đen có thể quay hoặc tích điện vượt quá giới hạn của nó, nó có thể phá hủy chân trời sự kiện của nó, để lại cho chúng ta một "điểm kỳ dị trần trụi". Điểm kỳ dị này sẽ không bị che giấu đằng sau chân trời sự kiện, cho phép chúng ta quan sát nó trực tiếp.
Ý nghĩa của một điểm kỳ dị trần trụi là sâu sắc. Điểm kỳ dị là hiện thân của lực hấp dẫn vô hạn, nơi các quy tắc của không gian và thời gian như chúng ta biết không còn tồn tại. Nó đại diện cho một sự rạn nứt trong cấu trúc của không thời gian, dẫn đến kết quả không thể đoán trước. Nếu không có vỏ bọc của chân trời sự kiện, vật lý có thể bị phá vỡ, vì khả năng dự đoán và nhân quả mất đi ý nghĩa của chúng.
Các nhà khoa học suy đoán rằng thiên nhiên ngăn chặn sự hình thành của các điểm kỳ dị trần trụi bằng cách đảm bảo các chân trời sự kiện luôn hình thành, bảo vệ chúng ta khỏi sự hỗn loạn tiềm ẩn của chúng. Tuy nhiên, một số nhà lý thuyết cho rằng ngay trước khi đạt đến trạng thái quá ăn, với sự thao túng chính xác của vật chất, chúng ta thực sự có thể tước bỏ chân trời sự kiện.
"Làm sáng tỏ những bí ẩn của những điểm kỳ dị là nhảy múa trên rìa của những bí mật sâu sắc nhất của vũ trụ."
Lối đi an toàn: Bức xạ Hawking
Những nỗ lực này nghe có vẻ táo bạo, vẫn còn một phương pháp an toàn hơn, mặc dù chậm hơn, để tiêu diệt các lỗ đen: bức xạ Hawking. Được đề xuất bởi Stephen Hawking, quá trình này liên quan đến các lỗ đen phát ra các hạt nhỏ, khiến chúng mất khối lượng theo thời gian. Cuối cùng, chúng "bốc hơi", không để lại chân trời sự kiện hoặc điểm kỳ dị nào phía sau.
Dòng thời gian cho quá trình tự nhiên này là thiên văn. Một lỗ đen nhỏ, giống như một đốm bụi, sẽ mất khoảng 10^44 năm để bốc hơi - vượt xa tuổi hiện tại của vũ trụ. Mặc dù không phải là một giải pháp cho những người thiếu kiên nhẫn trong chúng ta, nhưng nó cung cấp một cái nhìn thoáng qua về sự kiểm soát và cân bằng vốn có của vũ trụ.
Tóm lại, trong khi khoa học tiếp tục thăm dò bí ẩn về lỗ đen, con đường an toàn nhất có thể là để tự nhiên chạy theo hướng của nó. Trong khi đó, có vô số kỳ quan trên Trái đất để khám phá và tìm hiểu. Brilliant.org cung cấp một cách hấp dẫn để đào sâu kiến thức khoa học của bạn với các bài học tương tác về các chủ đề khác nhau, bao gồm cả lỗ đen.
Để nâng cao hiểu biết của bạn về vũ trụ, hãy cân nhắc bắt đầu dùng thử miễn phí 30 ngày tại Brilliant.org và đi sâu vào thế giới khoa học và sự tò mò quyến rũ. Và nếu bạn thích khám phá lỗ đen này, hãy chia sẻ bài viết này với những người đam mê vũ trụ.
"Vũ trụ có những bí mật của nó, và lỗ đen là một trong những bí mật lớn nhất của nó. Hành trình của chúng tôi để hiểu chúng vẫn tiếp tục, từng khám phá một."
Bài viết được lấy cảm hứng từ video: What Happens If You Destroy A Black Hole?
