Cẩm nang thám hiểm vũ trụ (Phần 28)

LỖ ĐEN: NHỎ, TRUNG BÌNH VÀ TO

Khi một ngôi sao cực kì đồ sộ, số phận của nó còn lạ lùng hơn so với việc nổ thành siêu tân tinh rực rỡ và tạo thành một sao neutron. Những ngôi sao lớn nhất sẽ tiếp tục co lại cho đến khi nó hình thành lỗ đen. Một khi ngôi sao co lại thành lỗ đen, chẳng có gì – kể cả ánh sáng – có thể thoát ra khỏi các ranh giới của nó. Chúng ta biết đến những vật thể cực độ này là vì chúng ta nhìn thấy vật liệu xung quanh lỗ đen và các hiệu ứng mà lỗ đen tác động lên môi trường của nó thông qua lực hấp dẫn cực mạnh của nó.

Lỗ đen

Các nhà khoa học đã suy đoán trong hàng trăm năm rằng một số ngôi sao có thể co lại và trở thành tối đen, rằng lực hấp dẫn của chúng có thể mạnh đến mức chẳng thứ gì, kể cả ánh sáng, có thể thoát ra. Những ngôi sao tối tăm này được gọi là lỗ đen, như minh họa ở đây. Vì chẳng có ánh sáng thuộc bất kì loại nào có thể thoát ra khỏi lỗ đen, nên chúng ta không thể chụp ảnh chúng trực tiếp được. Thế nhưng có một cách tìm ra chúng là tìm kiếm bức xạ năng lượng cao phát ra từ cái đĩa khí nóng xoáy tít về phía lỗ đen, sử dụng các kính thiên văn có thể dò tìm tia X.

Các lỗ đen đã là chất liệu cho truyện khoa học viễn tưởng trong một thời gian dài, thế nhưng các nhà thiên văn đã có bằng chứng chắc chắn rằng chúng thật sự tồn tại. Thật ra, chúng ta biết rất nhiều về các lỗ đen. Thật vậy, các nhà thiên văn nghĩ chúng có hai, nếu không nói là ba, kích cỡ rạch ròi. Khi những ngôi sao khổng lồ cạn kiệt nhiên liệu và tự co lại, như chúng ta đã nói ở phần trước, chúng tạo ra kiểu lỗ đen nhỏ nhất được biết, gọi là “lỗ đen khối lượng sao” hay “lỗ đen sao”.

Các lỗ đen này có khả năng phổ biến – hay ít ra cũng phổ biến như những ngôi sao sáng nhất. Các nhà thiên văn đã sử dụng kính thiên văn nghiên cứu tỉ mỉ một số lỗ đen gần nhất và ngày nay chúng ta đã biết được một số đặc trưng của chúng như chúng nặng bao nhiêu và chúng tự quay nhanh như thế nào.

Tương tự, lâu nay các nhà thiên văn vẫn nghi ngờ rằng đa số các thiên hà – kể cả Ngân Hà của chúng ta – có chứa những lỗ đen khổng lồ tại tâm của chúng. Chúng ta gọi những gã khổng lồ này là “siêu lỗ đen”. Chúng ta sẽ bàn cụ thể hơn về những con quái vật thiên hà này ở chương tiếp theo.

Thời gian gần đây các nhà khoa học còn tìm thấy bằng chứng rằng có một họ lỗ đen cỡ trung bình. Trong khi dữ liệu về những lỗ đen trung bình này không vững chắc như đối với hai kiểu lỗ đen kia, song nhiều người vẫn đang trên đường tìm kiếm kiểu lỗ đen trung bình này. Các nhà lí thuyết thiên văn còn đang tranh luận xem những lỗ đen kích cỡ trung bình này ra đời như thế nào. Trong khi chưa có lời phán quyết cuối cùng, phần lớn người ta cho rằng cái chết của các sao bằng cách nào đó dính líu với bí ẩn đang diễn ra này – thêm một lí do nữa để say đắm cùng các vì sao.

NHÌN XUYÊN THỜI GIAN

Đây là nơi thích hợp để tạm dừng lại đôi chút và thảo luận về một trong những phương diện khó hiểu, nhưng hào hứng, của việc thám hiểm không gian. Tất cả những bức ảnh không gian – bao gồm cả các sao – mà bạn nhìn thấy là ảnh chụp nhanh trong thời gian, nghĩa là bạn đang nhìn ngược dòng thời gian.

Trước tiên hãy so sánh điều này với một kịch bản quen thuộc hơn: ở những ảnh chụp trên Trái Đất, thời gian trôi qua kể từ thời trẻ nhỏ của ai đó đến tuổi trưởng thành chỉ là đôi ba thập niên. Nếu bạn không có tiếp xúc với người đó từ thuở họ nằm nôi đến tuổi trưởng thành, thì cái nhìn duy nhất bạn có về anh ta hoặc cô ta sẽ là bức ảnh chụp thuở nhỏ hồi hàng thập kỉ trước.
Những bức ảnh từ không gian giống hệt những bức ảnh thuở nhỏ, ngoại trừ là những bức ảnh chụp nhanh vũ trụ này đại diện cho một quãng thời gian xa xưa hơn nhiều, thường là hàng triệu – nếu không phải hàng tỉ – năm. Ánh sáng từ thiên hà đó mất nhiều năm truyền để đi tới mắt hoặc kính thiên văn của chúng ta. Đó là cách chúng ta nhìn “ngược thời gian” với những bức ảnh này, y hệt như chúng ta nhìn xuyên về quá khứ, du hành qua thời gian, khi chúng ta nhìn vào những bức ảnh chụp gia đình thuở nào.

Thế nếu những hình ảnh thiên văn này là ảnh chụp nhanh từ quá khứ, thì làm thế nào chúng ta biết được điều gì đang xảy ra với vật thể ấy ngày nay? Câu trả lời là: Chúng ta không biết. Y hệt như bạn sẽ không biết điều gì xảy ra với một người trưởng thành nếu bạn không còn giữ liên lạc với bạn mình sau những năm tháng lon ton của anh ta hoặc cô ta bằng cách nhìn vào những bức ảnh trẻ nhỏ, chúng ta không biết điều gì đang xảy ra với những vật thể này vào lúc này tại vị trí xa xôi ấy trong không gian.

Hãy nghĩ như sau: Mặt Trời ở xa chưa tới mười phút ánh sáng, và ánh sáng từ Mộc tinh cần hơn nửa giờ mới đi tới chúng ta. Ngôi sao gần nhất ở bên ngoài hệ Mặt Trời của chúng ta, như chúng tôi đã nhắc, ở xa khoảng bốn năm ánh sáng và vì thế bức ảnh “mới nhất” của Proxima Centauri luôn luôn cho chúng ta biết cái xảy ra hồi bốn năm trước. Trái Đất ở cách tâm thiên hà của chúng ta, Ngân Hà, khoảng cách 26.000 năm ánh sáng, vì thế mọi thông tin về các sao hoặc những vật thể khác ở đó thật ra đã được ánh sáng mang đi từ thời người Neanderthal mất tích khỏi hồ sơ hóa thạch.

LƯU Ý VỀ CÁC SAO

CÁC SAO CÓ CUỘC ĐỜI HỮU HẠN. CHÚNG RA ĐỜI, SỐNG TRONG KHOẢNG THỜI GIAN NÀO ĐÓ, VÀ CUỐI CÙNG THÌ CHẾT ĐI.

NÓI CHUNG, NGÔI SAO CÀNG NHỎ THÌ NÓ SỐNG CÀNG THỌ. NGÔI SAO CÀNG LỚN THÌ QUÃNG ĐỜI CỦA NÓ CÀNG NGẮN VÀ CÁI CHẾT CỦA NÓ CÀNG NGOẠN MỤC.

TOÀN BỘ NHỮNG NGUYÊN TỐ CHÚNG TA CẦN ĐẾN ĐỂ SỐNG – OXYGEN CHÚNG TA THỞ, CALCIUM TRONG XƯƠNG CHÚNG TA, SẮT TRONG MÁU CHÚNG TA – ĐỀU ĐƯỢC TÔI LUYỆN TRONG LÒ LỬA CỦA NHỮNG THẾ HỆ SAO ĐÃ CHẾT TỪ LÂU TRƯỚC ĐÂY.

CẨM NANG THÁM HIỂM VŨ TRỤ
Kimberly Arcand và Megan Watzke
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

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
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

Đọc nhiều trong tháng



Bài viết chuyên đề

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