Đối với các nhà khoa học của nhiều thế kỷ trước, và đối với các nhà nghiên cứu của thời đại chúng ta, bí ẩn lớn nhất của không gian là một lỗ đen. Điều gì bên trong hệ thống hoàn toàn xa lạ này đối với vật lý? Những luật nào áp dụng ở đó? Làm thế nào để thời gian trôi qua trong một lỗ đen, và tại sao ngay cả lượng tử ánh sáng cũng không thể thoát ra khỏi nó? Tất nhiên, bây giờ chúng tôi sẽ cố gắng từ quan điểm lý thuyết chứ không phải thực hành, để hiểu bên trong một lỗ đen là gì, về nguyên tắc, tại sao nó được hình thành và tồn tại, cách nó thu hút các vật thể xung quanh nó.
Đầu tiên, hãy mô tả đối tượng này
Vì vậy, một vùng không gian nhất định trong Vũ trụ được gọi là lỗ đen. Không thể phân biệt nó như một ngôi sao hoặc hành tinh riêng biệt, vì nó không phải là thể rắn hay thể khí. Nếu không có hiểu biết cơ bản về không thời gian là gì và các chiều không gian này có thể thay đổi như thế nào, thì không thể hiểu được những gì bên trong một lỗ đen. Thực tế là khu vực này không chỉ là một đơn vị không gian. Đây là một đối tượng làm sai lệch cả ba kích thước mà chúng ta đã biết (chiều dài, chiều rộng và chiều cao), cũng như dòng thời gian. Các nhà khoa học chắc chắn rằng trong vùng của đường chân trời(đây là tên của khu vực xung quanh lỗ) thời gian tính theo giá trị không gian và có thể di chuyển cả về phía trước và phía sau.
Tìm hiểu bí mật của lực hấp dẫn
Nếu chúng ta muốn hiểu những gì bên trong một lỗ đen, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn lực hấp dẫn là gì. Hiện tượng này là chìa khóa để hiểu được bản chất của cái gọi là "lỗ sâu", mà từ đó ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra ngoài. Lực hấp dẫn là sự tương tác giữa tất cả các vật thể có cơ sở vật chất. Sức mạnh của lực hấp dẫn như vậy phụ thuộc vào thành phần phân tử của các vật thể, vào nồng độ của các nguyên tử, và cả thành phần của chúng. Càng nhiều hạt sụp đổ trong một vùng không gian nhất định, thì lực hấp dẫn càng lớn. Điều này có mối liên hệ chặt chẽ với Thuyết Vụ nổ lớn, khi vũ trụ của chúng ta có kích thước bằng hạt đậu. Đó là trạng thái có điểm kỳ dị cực đại, và do một lượng tử ánh sáng lóe lên, không gian bắt đầu mở rộng do thực tế là các hạt đẩy nhau. Chính xác thì điều ngược lại được các nhà khoa học mô tả là một lỗ đen. Theo TBZ, bên trong một thứ như vậy có gì? Điểm kỳ dị, bằng với các chỉ số vốn có trong Vũ trụ của chúng ta vào thời điểm nó ra đời.
Làm sao vật chất lọt vào hố sâu?
Có ý kiến cho rằng một người sẽ không bao giờ có thể hiểu được những gì đang xảy ra bên trong một lỗ đen. Vì khi ở đó, anh ta sẽ bị lực hấp dẫn và trọng lực nghiền nát theo đúng nghĩa đen. Trên thực tế, điều này là không đúng sự thật. Đúng vậy, một lỗ đen là một vùng kỳ dị, nơi mọi thứ đều bị nén lạilên đến mức tối đa. Nhưng đây hoàn toàn không phải là “máy hút bụi không gian”, có khả năng hút tất cả các hành tinh và ngôi sao vào chính nó. Bất kỳ đối tượng vật chất nào nằm trên đường chân trời sự kiện sẽ quan sát thấy sự biến dạng mạnh mẽ của không gian và thời gian (cho đến nay, các đơn vị này đứng cách xa nhau). Hệ thống hình học Euclid sẽ bắt đầu thất bại, hay nói cách khác, các đường thẳng song song sẽ cắt nhau, đường viền của các hình lập thể sẽ không còn là điều quen thuộc. Còn về thời gian, nó sẽ dần chậm lại. Càng đến gần cái hố, đồng hồ sẽ đi chậm hơn so với giờ Trái đất, nhưng bạn sẽ không để ý. Khi va vào "hố sâu", cơ thể sẽ rơi xuống với tốc độ bằng không, nhưng đơn vị này sẽ bằng vô cực. Đây là nghịch lý của độ cong, tương đương với vô hạn bằng 0, cuối cùng dừng thời gian ở điểm kỳ dị.
Phản ứng với ánh sáng phát ra
Vật thể duy nhất trong không gian thu hút ánh sáng là một lỗ đen. Vẫn chưa rõ bên trong nó là gì và nó ở dạng nào, nhưng họ tin rằng đây là bóng tối đen kịt, không thể tưởng tượng nổi. Lượng tử ánh sáng, đến được đó, không chỉ biến mất. Khối lượng của chúng được nhân với khối lượng của điểm kỳ dị, làm cho nó thậm chí còn lớn hơn và làm tăng lực hấp dẫn của nó. Vì vậy, nếu bạn bật đèn pin bên trong hố sâu để quan sát xung quanh, nó sẽ không phát sáng. Lượng tử phát ra sẽ liên tục nhân lên với khối lượng của lỗ, và nói một cách đại khái, bạn sẽ chỉ làm trầm trọng thêm tình hình của mình.
Lỗ đen ở khắp mọi nơi
Như chúng ta đã tìm ra, cơ sở để hình thành các điểm không quay trở lại là lực hấp dẫn, giá trị của nó lớn hơn hàng triệu lần trên Trái đất. Ý tưởng chính xác về lỗ đen là gì đã được đưa ra cho thế giới bởi Karl Schwarzschild, người trên thực tế đã khám phá ra chân trời sự kiện và điểm quay trở lại, đồng thời xác lập rằng số không trong trạng thái kỳ dị bằng với vô cực.. Theo ý kiến của ông, một lỗ đen có thể hình thành ở bất kỳ đâu trong không gian. Trong trường hợp này, một vật thể vật chất nào đó có dạng hình cầu phải đạt được bán kính hấp dẫn. Ví dụ, khối lượng của hành tinh của chúng ta phải vừa với thể tích của một hạt đậu để trở thành một lỗ đen. Và Mặt trời phải có đường kính 5 km với khối lượng của nó - khi đó trạng thái của nó sẽ trở thành kỳ dị.
Chân trời Hình thành Thế giới Mới
Các định luật vật lý và hình học hoạt động hoàn hảo trên trái đất và ngoài không gian, nơi không gian gần với chân không. Nhưng chúng hoàn toàn mất đi ý nghĩa của chúng trên đường chân trời sự kiện. Đó là lý do tại sao, theo quan điểm toán học, không thể tính toán được những gì bên trong một lỗ đen. Những hình ảnh mà bạn có thể nghĩ ra nếu bạn uốn cong không gian phù hợp với ý tưởng của chúng ta về thế giới chắc chắn khác xa sự thật. Nó chỉ được thiết lập rằng thời gian ở đây biến thành một đơn vị không gian và rất có thể, một số chiều kích thước khác được thêm vào những thứ hiện có. Điều này khiến người ta có thể tin rằng bên trong lỗ đen (bức ảnh, như bạn biết, sẽ không hiển thị điều này, vì ánh sáng ở đótự ăn) những thế giới hoàn toàn khác nhau được hình thành. Những vũ trụ này có thể được cấu tạo bởi phản vật chất, điều mà các nhà khoa học hiện nay vẫn còn xa lạ. Cũng có những phiên bản cho rằng quả cầu không quay trở lại chỉ là một cánh cổng dẫn đến thế giới khác hoặc đến các điểm khác trong Vũ trụ của chúng ta.
Sinh tử
Nơi bí ẩn hơn sự tồn tại của lỗ đen là sự ra đời hay biến mất của nó. Quả cầu làm biến dạng không-thời gian, như chúng ta đã tìm hiểu, được hình thành do sự sụp đổ. Đây có thể là vụ nổ của một ngôi sao lớn, sự va chạm của hai hoặc nhiều thiên thể trong không gian, v.v. Nhưng làm thế nào mà vật chất, có thể được cảm nhận về mặt lý thuyết, lại trở thành một lĩnh vực của thời gian bị bóp méo? Câu đố đang được xử lý. Nhưng sau đó là một câu hỏi thứ hai - tại sao những quả cầu không quay trở lại như vậy lại biến mất? Và nếu các lỗ đen bốc hơi, thì tại sao ánh sáng và tất cả các vật chất vũ trụ mà chúng kéo vào lại không thoát ra khỏi chúng? Khi vật chất trong vùng kỳ dị bắt đầu nở ra, lực hấp dẫn giảm dần. Kết quả là, lỗ đen chỉ đơn giản là tan biến, và không gian bên ngoài chân không thông thường vẫn ở đúng vị trí của nó. Một bí ẩn khác tiếp theo sau đó - mọi thứ dính vào cô ấy đã đi đâu?
Trọng lực là chìa khóa của chúng ta để có một tương lai hạnh phúc?
Các nhà nghiên cứu tự tin rằng tương lai năng lượng của loài người có thể hình thành một lỗ đen. Những gì bên trong hệ thống này vẫn chưa được biết, nhưng có thể xác định rằng trên chân trời sự kiện, bất kỳ vật chất nào cũng được chuyển hóa thành năng lượng, nhưng tất nhiên là một phần. Ví dụ, một người, thấy mình gần đến điểm không thể quay lại, sẽ cống hiến 10% vật chất của mình để xử lý thành năng lượng. Con số này chỉ đơn giản là khổng lồ, nó đã trở thành một cảm giác của các nhà thiên văn học. Thực tế là trên Trái đất, trong quá trình tổng hợp hạt nhân, chỉ 0,7% vật chất được chuyển đổi thành năng lượng.
