Lỗ đen là một trong những vật thể kỳ lạ và hấp dẫn nhất trong không gian. Chúng cực kỳ dày đặc, với lực hút hấp dẫn mạnh đến mức không một ánh sáng nào có thể thoát khỏi tầm tay của chúng. Dải Ngân hà có thể chứa hơn 100 triệu lỗ đen, tuy nhiên việc phát hiện những hố đen này là rất khó. Dù có những tiến bộ khoa học kỹ thuật trong khoa học vũ trụ nhưng hố đen vẫn ẩn hứa rất nhiều bí ẩn chờ đợi con người khám phá ra. Dưới đây là 10 sự thật thú vị về hố đen vũ trụ! Hãy cùng tìm hiểu nhé!

1. Những thông tin về hố đen

1.1 Hố đen là gì?

Hố đen, tên gọi khác là lỗ đen hay hốc đen, và không như bạn nghĩ, nó không phải là một cái hố hay lỗ nào cả, tên gọi hố đen thực tế đến từ đặc tính của nó nhiều hơn. Cụ thể, hố đen là một vùng không, thời gian có mật độ vật chất vô cùng lớn và cũng vì có mật độ vật chất vô cùng lớn, hố đen sở hữu một trường hấp dẫn vô cùng mạnh, nó sẵn sàng nuốt chửng tất cả những vật chất ở gần nó.

Lực hấp dẫn xung quanh hố đen mạnh tới mức, nó có thể bẻ cong cả đường đi của ánh sáng và hút ánh sáng trở vào bên trong nó mà không thể thoát ra được. Vì vậy, nó là một vùng tối cực đen nên được gọi là hố đen.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

1.2 Đặc điểm của hố đen

Đúng như tên gọi hố đen, nó là một vùng vô cùng tối vì sở hữu lực hấp dẫn quá lớn khiến các bức xạ, ánh sáng sau khi bị hút vào hố đen đều không thể thoát ra do đó có thể khẳng định rằng hố đen là vùng tối hoàn hảo nhất vũ trụ khi nó không hề tỏa ra một tia sáng nào.

Theo thuyết tương đối rộng, để hình thành được hố đen thì phải có một lượng vật chất có khối lượng đủ lớn nằm trong một phạm vi đủ nhỏ để tạo ra trường hấp dẫn vô cùng lớn và làm biến dạng không thời gian xung quanh nó.

Cấu tạo hố đen được chia làm 3 vùng, thứ nhất là chân trời sự kiện bên ngoài, thứ hai là chân trời sự kiện bên trong, và cuối cùng là vùng kỳ dị.

Chân trời sự kiện bên trong và bên ngoài và vùng ngoài của hố đen, nếu bất cứ vật chất nào lọt vào chân trời sự kiện kể cả ánh sáng sẽ đều bị hố đen hút vào và nuốt chửng.

Về vùng kỳ dị, đây chính là trung tâm của hố đen, chưa đựng toàn bộ khối lượng của hố đen, nơi này có mật độ vật chất được cho là vô cùng lớn đến mức có thể coi là vô hạn.

Về kích thước của hố đen, thì theo Thuyết Tương Đối của Einstenin, hố đen có kích thước lớn gấp vài lần đến hàng tỉ lần Mặt Trời và liên tục lớn lên do nó luôn luôn nuốt các vật chất xunh quanh nó.

1.3 Nguồn gốc của hố đen

Phần lớn các giả thuyết về hố đen đều ủng hộ, việc hình thành hố đen đến từ một ngôi sao khổng lồ khi nó bước sang giai đoạn cuối của quá trình tiến hóa.

Cụ thể, khi các ngôi sao khổng lồ, trải qua hàng tỉ năm với việc phần lớn các vật chất bên trong lõi của ngôi sao đã bị phản ứng tổng hợp hạt nhân bên trong biến thành những hạt nhân vô cùng nặng và không còn khả năng tiếp tục tổng hợp ra hạt nhân khác.

Kết quả là ngôi sao sẽ bắt đầu gia tăng kích thước và sau đó là một vụ nổ khổng lồ sẽ xảy ra và là dấu chấm hết cho ngôi sao đó, sự kiện này được gọi là siêu tân tinh.

Sau vụ nổ, vật chất bên ngoài ngôi sao sẽ bị văng ra xa để lại phần lõi của ngôi sao. Khi còn là sao, trước mật độ và phản ứng tổng hợp hạt nhân, các vật chất sẽ tạo ra một lực đẩy giúp cân bằng với lực hút vô cùng lớn tại lõi của ngôi sao, điều này giữ cho ngôi sao không bị sụp đổ.

Tuy nhiên, khi vụ nổ sao diễn ra, nó khiến cấu trúc cân bằng này bắt đầu bị phá vỡ, không còn gì chống lại lực hút từ lõi của ngôi sao khiến nó bắt đầu sụp đổ. Khi đó, vật chất sẽ bị hút lại với nhau và tạo ra một điểm kỳ dị với mật độ vật chất lớn đến vô hạn và trường hấp dẫn vô cùng lớn. Và hố đen ra đời từ đây.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

2. Những thú vị về hố đen vũ trụ

2.1 Hố đen được Karl Schwarzschild phát hiện vào năm 1916

Mặc dù các vật thể có trường hấp dẫn cường độ cao (mà ánh sáng không thể thoát ra) đã được xem xét vào thế kỷ 18, Karl Schwarzschild đã đưa ra giải pháp hiện đại đầu tiên của thuyết tương đối rộng vào năm 1916, mô tả một hố đen.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Khám phá Cygnus X-1 năm 1964 đã lấp đầy một mảnh ghép còn thiếu của Einstein và mở rộng hiểu biết của chúng ta về vũ trụ. Karl Schwarzschild, giám đốc Đài quan sát vật lý thiên văn ở Potsdam, đồng thời là một nhà lý thuyết và toán học xuất sắc. Bất chấp sự nghiệp thiên văn của mình, Schwarzschild, khi đó ở tuổi 40, vẫn tham gia nỗ lực chiến tranh.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Năm 1958, David Finkelstein công bố giải thích của hố đen là một vùng không gian mà từ đó không gì có thể thoát ra được. Sau đó, một nhà vật lý lý thuyết người Mỹ John Wheeler đã liên kết thuật ngữ “lỗ đen” với các vật thể có sự sụp đổ hấp dẫn được dự đoán vào đầu thế kỷ 20. Ông đã sử dụng thuật ngữ "lỗ đen" trong một bài thuyết trình tại Viện Nghiên cứu Không gian Goddard của NASA vào năm 1967.

2.2 Chúng không thể được quan sát trực tiếp

Vì ánh sáng không thể thoát khỏi lực hấp dẫn khổng lồ của một hố đen nên bạn không thể trực tiếp quan sát nó. Tuy nhiên, bạn có thể thấy lực hấp dẫn của nó ảnh hưởng đến các thiên thể và khí gần đó như thế nào. Chúng ta có thể đưa ra sự hiện diện của các hố đen và nghiên cứu chúng bằng cách phát hiện ảnh hưởng của chúng lên các vật chất khác gần đó.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Các nhà thiên văn học nghiên cứu các ngôi sao để xem liệu chúng đang quay xung quanh hay bay quanh một hố đen. Khi một ngôi sao và lỗ đen ở gần nhau, bức xạ sẽ được phát ra, bức xạ này thường được chụp bởi các kính viễn vọng và vệ tinh trong không gian.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Vào năm 2019, các nhà khoa học đã chụp được hình ảnh đầu tiên về một lỗ đen, nằm cách xa 500 triệu nghìn tỷ km. Nó đã được chụp ảnh bởi một mạng lưới 8 kính viễn vọng trên khắp thế giới. Hố đen siêu lớn này có chiều ngang 40 tỷ km và có khối lượng gấp 6,5 tỷ lần Mặt trời.

2.3 Các loại hố đen

Một hố đen có ba lớp: điểm kỳ dị, chân trời sự kiện bên ngoài và bên trong. Tâm của lỗ đen được gọi là điểm kỳ dị . Đây là vùng mà tất cả khối lượng bị nén xuống gần khối lượng bằng không. Do đó, điểm kỳ dị có mật độ gần như vô hạn và tạo ra một lực hấp dẫn khổng lồ. Chân trời sự kiện bên ngoài là lớp ngoài cùng mà từ đó các vật chất vẫn có thể thoát ra khỏi lực hấp dẫn của lỗ đen. Lực hấp dẫn lên lớp này không mạnh bằng lớp giữa hoặc lớp giữa.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Có bốn loại lỗ đen (ba lỗ thực và một lỗ giả định):

  • Hố đen sao: là những hố đen nhỏ có khối lượng từ 5 đến vài chục lần khối lượng Mặt trời. Chúng được hình thành do sự sụp đổ hấp dẫn của một ngôi sao lớn.
  • Hố đen siêu lớn: là những hố đen lớn nhất có khối lượng từ hàng trăm nghìn đến hàng tỷ lần khối lượng Mặt Trời. Nguồn gốc của chúng vẫn còn là một lĩnh vực nghiên cứu mở.

Các lỗ đen trung gian có khối lượng lớn hơn đáng kể so với các lỗ đen sao nhưng nhỏ hơn các lỗ đen siêu lớn. Bằng chứng mạnh mẽ nhất cho những thiên thể như vậy đến từ một số hạt nhân thiên hà hoạt động với độ sáng thấp.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Lỗ đen nguyên thủy là những lỗ đen giả thuyết có thể hình thành ngay sau Vụ nổ lớn. Khối lượng của chúng có thể nhỏ hơn nhiều so với khối lượng sao. Stephen Hawking đã nghiên cứu sâu những lỗ đen này và phát hiện ra rằng chúng có thể nặng tới 100 microgam.

2.4 Kết thúc của một vì sao là sự khởi đầu của hố đen

Hầu hết các hố đen hình thành từ tàn tích của một ngôi sao lớn chết trong một vụ nổ siêu tân tinh. (Những ngôi sao nhỏ hơn trở thành những ngôi sao neutron dày đặc, không đủ lớn để bẫy ánh sáng.) Nếu tổng khối lượng của ngôi sao đủ lớn (khoảng ba lần khối lượng của Mặt trời), về mặt lý thuyết có thể chứng minh rằng không có lực nào có thể giữ được ngôi sao khỏi bị sụp đổ dưới tác dụng của lực hấp dẫn.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Tuy nhiên, khi ngôi sao sụp đổ, một điều kỳ lạ xảy ra. Khi bề mặt của ngôi sao đến gần một bề mặt tưởng tượng được gọi là "chân trời sự kiện", thời gian trên ngôi sao chậm lại so với thời gian được giữ bởi những người quan sát ở xa.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Khi bề mặt chạm đến chân trời sự kiện, thời gian đứng yên, và ngôi sao không thể sụp đổ nữa, nó là một vật thể đóng băng đang sụp đổ. Các hố đen thậm chí còn lớn hơn có thể là kết quả của các vụ va chạm giữa các ngôi sao. Ngay sau khi ra mắt vào tháng 12 năm 2004, kính thiên văn Swift của NASA đã quan sát thấy những tia sáng mạnh, thoáng qua được gọi là vụ nổ tia gamma.

2.5 Hố đen có thể nhỏ đến 0,1 mm

Một hố đen có thể có khối lượng nhỏ bằng mặt trăng của Trái đất và khổng lồ bằng mười tỷ lần khối lượng của Mặt trời. Khối lượng của nó tỷ lệ với kích thước của chân trời sự kiện, được đo bằng bán kính Schwarzschild.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Nó là bán kính mà tại đó vận tốc thoát ra bằng vận tốc ánh sáng. Bán kính Schwarzschild của Trái đất có kích thước bằng một viên bi. Điều này có nghĩa là bạn phải nén trái đất đến kích thước của một viên bi để biến nó thành một hố đen. Hơn nữa, không có lỗ đen nào là nhỏ vô hạn. Khối lượng tối thiểu lớn hơn hoặc bằng khối lượng Planck khoảng 22 microgram.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Các nhà vật lý Israel tại Viện Công nghệ Technion - Israel đã tạo ra gần 100.000 hố đen có kích thước 0,1 mm, bao gồm 8.000 nguyên tử rubidi ở thể khí. Mục tiêu của họ là quan sát xem liệu các cặp photon có xuất hiện ở rìa của chân trời sự kiện hay không. Ở đây cần phải nhấn mạnh rằng không gian này trống rỗng, vì vậy các hạt được cho là xuất hiện từ chân không, tức là từ hư không. Giả thiết là một trong các photon sẽ rơi vào hố đen và hạt kia sẽ rời khỏi nó. Do đó, bức xạ phải đứng yên.

2.6 Hố đen quay xung quanh một trục

Về bản chất, các ngôi sao sáng nhất, khối lượng lớn nhất, có tuổi thọ ngắn nhất, vì chúng đốt cháy nhiên liệu nhanh hơn nhiều so với các ngôi sao có khối lượng thấp hơn. Khi chúng đã đạt đến giới hạn của mình và không thể dung hợp các nguyên tố nữa, chúng sẽ đi đến cuối cuộc đời và trở thành những xác chết. Khi một ngôi sao sụp đổ vào một không gian cực kỳ nhỏ, nó vẫn giữ nguyên toàn bộ khối lượng đó. Để bảo toàn momen động lượng, tốc độ quay của hố đen tăng lên.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Khi hố đen quay, khối lượng của nó khiến không-thời gian gần đó cũng quay theo. Vùng này được gọi là ergosphere. Đây là khu vực (bên ngoài chân trời sự kiện) nơi xảy ra nhiều hiệu ứng thú vị khác nhau. Chân trời sự kiện của nó càng nhỏ, nó quay càng nhanh.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Tuy nhiên, có một giới hạn tốc độ đối với tốc độ quay của một lỗ đen mà không để lộ điểm kỳ dị của nó với phần còn lại của Vũ trụ. Hố đen sao nặng nhất (GRS 1915 + 105) trong Dải Ngân hà đang quay 1.150 lần mỗi giây. Và có một lỗ đen trong thiên hà NGC 1365, đang quay với tốc độ bằng 84% tốc độ ánh sáng. Nó đã đạt đến giới hạn tốc độ vũ trụ và không thể quay nhanh hơn nữa.

2.7 Họ tạo ra âm thanh

Năm 2003, các Nhà thiên văn sử dụng Đài quan sát tia X Chandra của NASA đã phát hiện ra sóng âm thanh từ một hố đen siêu lớn nằm cách Trái đất 250 triệu năm ánh sáng. 'Nốt' là sâu nhất từng được phát hiện từ bất kỳ thiên thể nào. Hố đen nằm ở trung tâm của cụm thiên hà Perseus và các sóng âm thanh phát ra từ nó đã được hoán vị lên 57 và 58 quãng tám để chúng có thể nghe được đối với thính giác của con người.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Khi hố đen kéo một thứ gì đó vào, chân trời sự kiện của nó làm tăng tốc hạt gần bằng tốc độ ánh sáng, tạo ra âm thanh. Các kính thiên văn đặt trong không gian ghi lại các sóng âm thanh đã truyền đi hàng triệu năm ánh sáng từ nguồn của hố đen.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Nhưng âm thanh không thể truyền trong chân không, vậy làm thế nào chúng ta nghe thấy lỗ đen? Trên thực tế, không gian bên ngoài không phải là một chân không hoàn toàn. Nó bao gồm một số nguyên tử hidro (cộng với các khí khác) trên một mét khối, được dùng làm môi trường truyền sóng âm tần số rất thấp.

2.8 Hố đen làm biến dạng không gian và thời gian

Do ảnh hưởng của lực hấp dẫn cực lớn, một hố đen có thể làm sai lệch không-thời gian ở khu vực lân cận. Theo thuyết tương đối rộng, càng đến gần hố đen, thời gian càng chạy chậm. Đường chân trời sự kiện là ranh giới xung quanh lỗ đen, nơi mọi vật chất, kể cả ánh sáng, đều mất khả năng thoát ra ngoài. Lực hấp dẫn là không đổi trên đường chân trời sự kiện.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Một hố đen quay tròn tạo ra một hiệu ứng kỳ lạ được gọi là kéo khung. Trong hiệu ứng này, không gian và thời gian gần hố đen thực sự bị kéo theo nó. Không gian kéo mạnh đến mức không thể di chuyển theo hướng ngược lại.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Đó là một hồi quy vô hạn của những biến dạng mà không có cách nào để tiến lên phía trước. Nhìn chung, các định luật vật lý cổ điển như chúng ta biết không còn hoạt động bên trong chân trời sự kiện, không thực sự có thể hình dung được bất cứ thứ gì có mật độ vô hạn và khối lượng bằng không.

2.9 Hố đen có thể giết bạn theo cách kinh hoàng

Nếu bạn rơi vào một hố đen, cơ thể của bạn sẽ bị kéo ra thành một sợi dài giống như sợi mì spaghetti. Giả sử đó là một lỗ đen nhỏ, bạn sẽ bị bóp méo bởi lực hấp dẫn thủy triều cực lớn. Lực thủy triều là sự khác biệt giữa trọng lực trên đầu và chân của bạn. Lực tác động lên đầu (nếu bạn ngã đầu) sẽ mạnh hơn nhiều so với lực tác động lên chân.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Sự khác biệt này sẽ khiến bạn cảm thấy như có thứ gì đó đang xé toạc bạn, kéo dài bạn từ đầu đến chân. Đầu của bạn càng đến gần hố đen, nó càng di chuyển nhanh hơn. Nhưng nửa dưới của cơ thể bạn ở xa hơn và do đó, di chuyển về phía trung tâm không nhanh.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Khi lực thủy triều vượt quá lực phân tử liên kết da thịt của bạn, cơ thể bạn sẽ vỡ ra thành hai mảnh, và hai mảnh đó sẽ vỡ thành hai mảnh khác, v.v. Bạn sẽ được đùn qua lớp vải không, thời gian giống như kem đánh răng qua một cái ống.

2.10 Hố đen không hút vật thể ở xa

Mọi người thường nghĩ về một hố đen như một chân không vũ trụ hút vật chất từ xung quanh.Các lỗ đen giống như bất kỳ thiên thể nào khác nhưng có ảnh hưởng hấp dẫn rất lớn lên không gian xung quanh chúng. Lực hấp dẫn này chỉ làm cho vật chất xung quanh chúng tăng tốc nhanh chóng. Các lỗ đen phát triển hàng loạt bằng cách thu giữ vật chất gần đó. Bất cứ thứ gì đi vào chân trời sự kiện đều không thể thoát khỏi lực hấp dẫn của lỗ đen. Vì vậy những đồ vật không giữ khoảng cách an toàn sẽ bị nuốt vào bụng.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Ngay cả khi bạn thay thế Mặt trời của chúng ta bằng một hố đen có khối lượng tương đương, Trái đất sẽ không rơi vào. Lỗ đen sẽ có cùng trường hấp dẫn với Mặt trời. Trái đất và các hành tinh khác sẽ tiếp tục quay quanh hố đen như nó quay quanh Mặt trời ngày nay. Và vì Mặt trời không đủ lớn nên nó sẽ không bao giờ biến thành một lỗ đen. Bất chấp danh tiếng của chúng, các lỗ đen sẽ không thực sự hút các vật thể từ khoảng cách lớn.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Một hố đen chỉ có thể chụp những vật thể đến rất gần nó. Bóng tối vĩnh viễn sẽ rơi xuống Trái đất, nhưng các hành tinh sẽ tiếp tục quay xung quanh lỗ đen với cùng khoảng cách và tốc độ như bây giờ. Không có hành tinh nào sẽ bị hút vào lỗ đen. Trái đất của chúng ta sẽ gặp nguy hiểm chỉ nếu nó đến trong khoảng 10 dặm từ lỗ đen, ít hơn nhiều so với khoảng cách thực của Trái đất từ Mặt trời (93 triệu dặm).

3. Lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Hố đen - khu vực trong vũ trụ có lực hấp dẫn mạnh đến mức không gì có thể thoát ra ngoài - là chủ đề nóng hổi hiện nay. Giáo sư Chris Impey chỉ ra, hố đen đáng sợ vì 3 lý do. Nếu bất cứ thứ gì rơi vào một hố đen hình thành khi một ngôi sao chết đi, vật đó sẽ bị xé vụn. Những hố đen khổng lồ quan sát được ở trung tâm của tất cả các thiên hà đều "phàm ăn" vô cùng. Và cuối cùng, hố đen là nơi các quy luật vật lý vô hiệu.

Nghiên cứu hố đen hơn 30 năm, tập trung vào các hố đen siêu khối lượng ở trung tâm của các thiên hà, giáo sư Đại học Arizona lưu ý, hầu hết thời gian các hố đen không hoạt động nhưng khi ở trạng thái hoạt động nuốt những ngôi sao và khí, vùng gần hố đen có thể chiếu sáng toàn bộ thiên hà chứa hố đen đó. Những thiên hà chứa hố đen hoạt động được gọi là chuẩn tinh. Với những gì nhân loại tìm hiểu về hố đen vài thập kỷ qua, vẫn còn rất nhiều bí ẩn cần giải đáp.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

3.1 Hố đen là nấm mồ vật chất

Hố đen vũ trụ được cho là hình thành khi một ngôi sao khổng lồ chết đi. Sau khi nhiên liệu hạt nhân của ngôi sao cạn kiệt, lõi ngôi sao sụp đổ đến trạng thái vật chất dày đặc hơn 100 lần so với hạt nhân nguyên tử, dày đặc tới mức proton, neutron và electron không còn là những hạt rời rạc nữa.  Bởi các hố đen là vùng tối nên được phát hiện khi quay quanh một ngôi sao bình thường. Những đặc tính của ngôi sao bình thường giúp các nhà thiên văn suy ra được những đặc tính của đối tượng đồng hành tối đó là hố đen.

Hố đen đầu tiên được xác nhận là Cygnus X-1, nguồn tia X sáng nhất trong chòm sao Thiên Nga. Kể từ đó, khoảng 50 hố đen vũ trụ đã được phát hiện trong những hệ thống mà một ngôi sao bình thường đi theo quỹ đạo với một hố đen. Đó là những ví dụ gần nhất về khoảng 10 triệu hố đen được cho là nằm rải rác trong Dải Ngân hà.

Hố đen vũ trụ là những nấm mồ vật chất: Không gì có thể thoát khỏi chúng, kể cả ánh sáng. Số phận của bất kỳ ai rơi vào một hố đen là sẽ bị "spaghettification" (hay spaghetti hóa) đau đớn - ý tưởng mà Stephen Hawking phổ biến trong cuốn sách “Lược sử thời gian". Trong quá trình spaghettification, lực hấp dẫn cực mạnh của hố đen sẽ kéo giãn cơ thể, tách xương, cơ, gân và thậm chí cả các phân tử. Như mô tả về cổng địa ngục trong Thần khúc của Dante, có thể hiểu số phận của bất cứ ai hoặc vật thể nào rơi vào hố đen, là: Tất cả những ai bước vào đây hãy từ bỏ hi vọng.

3.2 Quái thú đói khát trong mọi thiên hà

Trong 30 năm qua, các quan sát bằng kính viễn vọng không gian Hubble chỉ ra rằng, tất cả các thiên hà đều có hố đen ở trung tâm, với những hố đen lớn ở các thiên hà lớn. Phạm vi khối lượng của các hố đen vũ trụ khác biệt đáng kinh ngạc, từ gấp vài lần Mặt trời đến những quái vật to gấp hàng chục tỉ lần, sự khác biệt như quả táo với đại kim tự tháp Giza Ai Cập.

Năm 2019, các nhà thiên văn học công bố bức ảnh đầu tiên về một hố đen và đường chân trời sự kiện của hố đen - con quái vật có khối lượng 7 tỉ Mặt trời ở trung tâm của thiên hà M87. Hố đen này lớn hơn 1000 lần so với hố đen trong Dải Ngân hà.

Những hố đen khổng lồ nguy hiểm theo 2 cách. Nếu đến quá gần, lực hấp dẫn khổng lồ sẽ hút các vật thể vào. Và nếu hố đen đang ở giai đoạn chuẩn tinh hoạt động, bức xạ năng lượng cao sẽ thổi bay các vật thể.

Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ
Hố đen và những sự thật thú vị và lý do vì sao hố đen là thứ đáng sợ nhất vũ trụ

3.3 Hố đen siêu khối lượng rất kỳ lạ

Hố đen lớn nhất được phát hiện cho đến nay nặng gấp 40 tỉ lần khối lượng của Mặt trời hoặc gấp 20 lần kích thước của Hệ Mặt trời. Trong khi các hành tinh vòng ngoài của Hệ Mặt trời quay quanh quỹ đạo 1 lần trong 250 năm, hố đen lớn nhất lại quay 3 tháng 1 lần. Cạnh ngoài của hố đen lớn nhất di chuyển với tốc độ bằng một nửa tốc độ ánh sáng. Tâm của hố đen là điểm kỳ dị, điểm trong không gian mà mật độ là vô hạn. Chúng ta không thể hiểu bên trong hố đen bởi vì các quy luật vật lý bị phá vỡ. Thời gian đóng băng ở chân trời sự kiện và lực hấp dẫn trở nên vô hạn ở điểm kỳ dị.

Theo Stephen Hawking, các hố đen vũ trụ đang dần bốc hơi. Trong tương lai xa của vũ trụ, rất lâu sau khi tất cả ngôi sao đã chết và các thiên hà bị thu hẹp tầm nhìn bởi sự giãn nở ngày càng nhanh của vũ trụ, hố đen sẽ là vật thể cuối cùng còn sót lại. Những hố đen siêu khối lượng nhất cũng mất một số năm không thể tưởng tượng được để bốc hơi, ước tính từ 10 đến 100 hoặc 10 với 100 số 0 sau nó. Những vật thể đáng sợ nhất trong vũ trụ gần như vĩnh cửu, giáo sư Chris Impey nhận định.

Trong những năm gần đây, các thiết bị của NASA đã vẽ một bức tranh mới về những vật thể lạ này, đối với nhiều người, là những vật thể hấp dẫn nhất trong không gian. Các nhà khoa học không thể quan sát trực tiếp các hố đen trong vũ trụ bằng kính thiên văn phát hiện tia X, ánh sáng hoặc các dạng bức xạ điện từ khác. Tuy nhiên với tiến bộ khoa học công nghệ, các nhà khoa học đang có những khám phá mới mẻ hơn về những hố đen trong vũ trụ.

7, Theo Reviview 365 tổng hợp