Làm thế nào phát hiện lỗ sâu (nếu chúng có tồn tại)?

Một nghiên cứu mới vừa phác họa một phương pháp phát hiện một hiện tượng gây tranh cãi lâu nay vốn thu hút trí tưởng tượng của những người hâm mộ khoa học viễn tưởng: các lỗ sâu tạo ra một lối tắt giữa hai vùng không-thời gian tách biệt.

Các lối tắt như thế có thể kết nối một vùng vũ trụ của chúng ta với một thời điểm khác và/hoặc một địa điểm khác bên trong vũ trụ của chúng ta, hoặc kết nối với một vũ trụ khác.

Hình minh họa một siêu lỗ đen

Hình minh họa một siêu lỗ đen. Một nghiên cứu lí thuyết mới vừa phác họa một phương pháp có thể được sử dụng để tìm kiếm các lỗ sâu trên phông nền của các siêu lỗ đen. Ảnh: NASA/JPL-Caltech

Các lỗ sâu có tồn tại hay không vẫn còn là chuyện gây tranh cãi. Nhưng trong một bài báo công bố trên tạp chí Physical Review D (ngày 10 tháng Mười), các nhà vật lí mô tả một kĩ thuật phát hiện các cầu nối này.

Phương pháp tập trung vào phát hiện một lỗ sâu xung quanh Sagittarius A*, vật thể được cho là một siêu lỗ đen tại tâm của thiên hà Ngân Hà. Trong khi chẳng có bằng chứng nào cho một lỗ sâu ở đó, song nó vẫn là nơi thích hợp để tìm kiếm lỗ sâu bởi lẽ người ta nghĩ các lỗ sâu đòi hỏi các điều kiện hấp dẫn cực mạnh, ví dụ như lực hấp dẫn có mặt tại các siêu lỗ đen.

Trong bài báo mới, các nhà khoa học viết rằng nếu có một lỗ sâu tồn tại ở Sagittarius A*, thì các sao ở gần đó sẽ bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn của các sao ở phía bên kia của cầu nối. Do đó, ta sẽ có thể phát hiện sự có mặt của một lỗ sâu bằng cách tìm kiếm các biến thiên nhỏ trong quỹ đạo của các sao ở gần Sagittarius A*.

“Giả sử bạn có hai ngôi sao, mỗi sao ở một bên của lỗ sâu, thì ngôi sao phía bên bạn sẽ chịu tác dụng hấp dẫn của ngôi sao phía bên kia. Thông lượng hấp dẫn sẽ đi qua lỗ sâu,” theo lời nhà vũ trụ học và giáo sư vật lí Dejan Stojkovic. “Vì thế nếu bạn lập bản đồ quỹ đạo như trông đợi của một sao xung quanh Sagittarius A*, bạn sẽ thấy các sai lệch khỏi quỹ đạo đó nếu như có một lỗ sâu ở đó cùng với một ngôi sao ở phía bên kia.”

Stojkovic đã thực hiện nghiên cứu trên cùng với tác giả đứng tên đầu, De-Chang Dai thuộc Đại học Dương Châu ở Trung Quốc và Đại học Dự bị Case Western.

Stojkovic lưu ý rằng nếu lỗ sâu được tìm thấy, thì có lẽ chúng không giống như truyện khoa học viễn tưởng thường hình dung.

“Cho dù một lỗ sâu là đi qua được, thì khả năng cao là con người và phi thuyền vũ trụ sẽ không đi qua được,” ông nói. “Trên thực tế, bạn sẽ cần một nguồn năng lượng âm để giữ cho lỗ sâu mở, và chúng ta không biết làm điều đó như thế nào. Để tạo ra một lỗ sâu khổng lồ ổn định, bạn cần một ma thuật gì đó.”

Tuy nhiên, các lỗ sâu – dù đi qua được hay không – là một hiện tượng lí thuyết thú vị để nghiên cứu. Trong khi chưa có bằng chứng thực nghiệm nào cho thấy những cánh cổng này tồn tại, thì chúng vẫn là có thể – theo lí thuyết. Như Stojkovic giải thích, các lỗ sâu là “một nghiệm hợp lệ cho các phương trình Einstein”.

Nghiên cứu đăng trên Physical Review D tập trung vào cách các nhà khoa học có thể săn tìm một lỗ sâu bằng cách tìm kiếm các nhiễu loạn trong quỹ đạo của S2, một ngôi sao mà các nhà thiên văn quan sát thấy đang quay xung quanh Sagittarius A*.

Trong khi các kĩ thuật trinh sát hiện nay vẫn chưa đủ chính xác để làm hé lộ sự có mặt của một lỗ sâu, song Stojkovic cho biết việc thu thập dữ liệu trên S2 trong một thời gian dài hơn hoặc phát triển các kĩ thuật quan trắc chuyển động của nó chính xác hơn sẽ biến điều này thành có thể. Những tiến bộ này không quá xa vời, ông nói, và có thể xảy ra trong vòng một hoặc hai thập niên tới.

Tuy nhiên, Stojkovic cảnh báo rằng trong khi phương pháp mới có thể được sử dụng để phát hiện một lỗ sâu nếu có, song nó không chứng minh chặt chẽ được đó là một lỗ sâu.

“Khi chúng tôi đạt tới độ chính xác cần thiết trong các quan trắc của mình, thì chúng tôi có thể nói rằng một lỗ sâu là lời giải thích có khả năng cao nhất nếu chúng tôi phát hiện các nhiễu loạn trong quỹ đạo của S2,” ông nói. “Nhưng chúng tôi không thể nói, ‘Vâng, đây chắc chắc là một lỗ sâu.’ Có thể có một số giải thích khác, có thứ gì đó ở bên phía chúng ta đang gây nhiễu chuyển động của ngôi sao này.”

Mặc dù bài báo tập trung các vào các lỗ sâu đi qua được, song kĩ thuật mà nó phác họa có thể cho biết sự có mặt của một lỗ sâu dù là có đi qua được hay không. Stojkovic giải thích rằng do bởi lực hấp dẫn là sự cong của không-thời gian, nên các tác dụng của lực hấp dẫn được cảm nhận ở cả hai phía của một lỗ sâu, dù là các vật thể có thể đi xuyên qua nó hay không.

Nguồn: PhysOrg.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
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 92)
05/07/2020
Hiệu ứng Doppler 1842 Christian Andreas Doppler (1803–1853), Christophorus Henricus Diedericus Buys Ballot (1817–1890) “Khi viên sĩ quan cảnh
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 91)
05/07/2020
Quang học sợi 1841 Jean-Daniel Colladon (1802–1893), Charles Kuen Kao (sinh 1933), George Alfred Hockham (sinh 1938)   Khoa học về sợi
Thời gian có thật sự trôi không?
28/06/2020
Các định luật vật lí hàm ý rằng sự trôi qua của thời gian là một ảo giác. Để né tránh kết luận này, chúng ta phải suy
Chuyện kể của một hạt muon
19/06/2020
Khám phá muon từng khiến các nhà vật lí bối rối. Ngày nay, các thí nghiệm quốc tế sử dụng hạt vốn từng khó hiểu này để
Vì sao lực hấp dẫn khác với những lực còn lại?
17/06/2020
Chúng tôi hỏi bốn nhà vật lí tại sao lực hấp dẫn lạc lõng trong số các lực của tự nhiên. Và chúng tôi nhận được bốn
Cấp độ trong vật lí học
13/06/2020
Không giống triết học, logic học, hay toán học thuần túy, vật lí là một khoa học vừa mang tính kinh nghiệm vừa mang tính định
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần cuối)
13/06/2020
TRIẾT HỌC VÀ KHOA HỌC THẦN KINH Cuộc tranh luận giữa Nguyên lý Copernican và Nguyên lý Nhân loại cũng tạo ra tiếng vang trong khoa
Các nghịch lí Zeno
09/06/2020
ACHILLES VÀ CON RÙA “Mọi chuyển động đều là ảo giác.” Xếp thứ nhất trong chín nghịch lí của chúng ta có từ hai thiên

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

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