Lỗ sâu đục là gì?

Một lỗ sâu đục là một lối đi trên lí thuyết xuyên qua không-thời gian có thể tạo đường tắt cho những chuyến hành trình đường dài xuyên vũ trụ. Lỗ sâu đục được dự đoán bởi lí thuyết tương đối rộng. Nhưng hãy thận trọng: lỗ sâu đục mang theo cùng với chúng những hiểm họa của sự co lại bất ngờ, hàm lượng bức xạ cao và sự tiếp xúc nguy hiểm với vật chất kì lạ.

Lí thuyết lỗ sâu đục

Vào năm 1935, các nhà vật lí Albert Einstein và Nathan Rosen đã sử dụng thuyết tương đối rộng đề xuất sự tồn tại của những “cầu nối” xuyên qua không-thời gian. Những lối đi này, gọi là cầu nối Einstein-Rosen hay lỗ sâu đục, nối hai điểm khác nhau trong không-thời gian, trên lí thuyết tạo ra một lối tắt có thể giảm thời gian và khoảng cách đi lại.

Mỗi lỗ sâu đục có hai cái miệng, với một cái họng nối giữa hai miệng. Hai cái miệng có khả năng nhất là hình phỏng cầu. Cái họng có thể là một đường kéo thẳng, nhưng nó cũng có thể bị cuộn lại, làm cho đường đi dài hơn lộ trình bình thường muốn có.

Thuyết tương đối rộng Einstein dự báo trên lí thuyết sự tồn tại của lỗ sâu đục, nhưng không chưa có lỗ sâu đục nào được tìm thấy từ trước cho đến nay. Một lỗ sâu đục khối lượng âm có thể được phát hiện ra bởi cách lực hấp dẫn của nó tác động đến ánh sáng đi ngang qua.

Những nghiệm nhất định của thuyết tương đối rộng cho phép sự tồn tại của lỗ sâu đục trong đó cái miệng của mỗi lỗ sâu đục là một lỗ đen. Tuy nhiên, một lỗ đen xảy ra trong tự nhiên, hình thành bởi sự co lại của một ngôi sao đang chết, thì không tự tạo ra một lỗ sâu đục được.

Một mô hình không-thời gian “gấp nếp” minh họa một cầu nối lỗ sâu đục

Một mô hình không-thời gian “gấp nếp” minh họa một cầu nối lỗ sâu đục có thể hình thành như thế nào với ít nhất hai cái miệng nối với nhau qua một cái họng. Ảnh: edobric | Shutterstock

Xuyên qua lỗ sâu đục

Truyện khoa học viễn tưởng có đầy những câu chuyện đi xuyên qua lỗ sâu đục. Nhưng tính thực tế của sự đi lại như thế phức tạp hơn nhiều, và không phải chỉ vì chúng ta chưa tìm ra lỗ sâu đục nào.

Vấn đề thứ nhất là kích cỡ. Những lỗ sâu đục nguyên thủy đã được dự đoán là tồn tại ở cấp vi mô, khoảng 10-33 cm. Tuy nhiên, khi vũ trụ giãn nở, có khả năng một số lỗ sâu đục đã bị kéo giãn đến những kích cỡ lớn hơn.

Vấn đề nữa là do tính ổn định. Lỗ sâu đục do Einstein-Rosen dự đoán sẽ không có ích cho sự đi lại bởi vì chúng co lại nhanh chóng. Nhưng nghiên cứu mới đây hơn tìm thấy rằng một lỗ sâu đục chứa vật chất “lạ kì” có thể vẫn mở và không thay đổi trong những khoảng thời gian lâu hơn.

Vật chất lạ, không nên nhầm với vật chất tối hay phản vật chất, chứa mật độ năng lượng âm và một áp suất âm lớn. Vật chất như thế chỉ nhìn thấy được trong hành trạng của những trạng thái chân không nhất định là một bộ phận của lí thuyết trường lượng tử.

Nếu một lỗ sâu đục có chứa đủ vật chất lạ, cho dù vật chất đó xuất hiện tự nhiên hay được bổ sung nhân tạo, thì trên lí thuyết có thể dùng nó làm một phương pháp gửi thông tin hoặc nhà du hành đi xuyên không gian.

Lỗ sâu đục không những nối hai vùng cách biệt trong vũ trụ, mà chúng còn có thể nối hai vũ trụ khác nhau. Tương tự, một số nhà khoa học phỏng đoán rằng nếu một cái miệng của một lỗ sâu đục được di chuyển theo một kiểu nhất định, thì nó có thể cho phép sự du hành thời gian. Tuy nhiên, nhà vũ trụ người Anh Stephen Hawking cho rằng công dụng như thế là không thể.

Mặc dù việc bổ sung vật chất lạ cho một lỗ sâu đục có thể làm nó ổn định đến mức hành khách con người có thể đi an toàn xuyên qua nó, nhưng vẫn còn có khả năng việc bổ sung vật chất “bình đều đều” sẽ đủ để làm mất ổn định cánh cổng đó.

Công nghệ ngày nay chưa đủ khả năng phóng to hoặc làm ổn định lỗ sâu đục, cho dù chúng có thể được tìm thấy. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn đang háo hức nghiên cứu khái niệm trên như một phương pháp du hành thời gian với hi vọng rằng công nghệ cuối cùng sẽ có thể khai thác chúng.

Nguồn: Nola Taylor Redd (Space.com)

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Sơ lược từ nguyên vật lí hạt (Phần 6)
17/10/2017
hadron (hadros + on) Người đặt tên: Lev Okun, 1962 Thuật ngữ “hadron” được đặt ra tại Hội nghị Quốc tế về Vật lí Năng
Sơ lược từ nguyên vật lí hạt (Phần 5)
17/10/2017
boson W (weak + boson) Người đặt tên: Lý Chính Đạo và Dương Chấn Ninh, 1960 Là hạt mang lực yếu có mặt trong các tương tác
Chúng ta đã tìm thấy một nửa vũ trụ
15/10/2017
Một nửa lượng vật chất bình thường trong vũ trụ trước đây vắng mặt trong các quan sát mà không ai lí giải được, nay
Giải Nobel Vật Lý 2017 được trao cho việc dò tìm sóng hấp dẫn
09/10/2017
Rainner Weiss, Barry Barish và Kip Thorne chia nhau giải thưởng cho đóng góp của họ ở LIGO. DIVIDE CASTELVECCHI - Nature Ba nhà vật
Làm thế nào tạo ra á kim không chứa kim loại?
22/09/2017
Một loại vật liệu mới gọi là “á kim thung lũng spin” vừa được các nhà vật lí ở Nga, Nhật Bản và Mĩ dự đoán dựa
Thiên văn học là gì?
20/09/2017
Loài người từ lâu đã hướng mắt lên bầu trời, tìm cách thiết đặt ý nghĩa và trật tự cho vũ trụ xung quanh mình. Mặc dù
Một số thông tin thú vị về Mặt trăng
16/09/2017
Mặt trăng là vật thể dễ tìm thấy nhất trên bầu trời đêm – khi nó hiện diện ở đó. Vệ tinh thiên nhiên duy nhất của
Sơ lược từ nguyên vật lí hạt (Phần 4)
27/08/2017
boson (Bose + on) Người đặt tên: Paul Dirac, 1945 Boson được đặt theo tên nhà vật lí Satyendra Nath Bose. Cùng với Albert Einstein,
Vui Lòng Đợi

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com