Mỗi lỗ đen có thể ẩn chứa một vũ trụ khác

Chúng ta có thể đang sống bên trong một lỗ đen. Ý tưởng kì cục này là kết luận của một nhà vũ trụ học dựa trên một biến thể của các phương trình của thuyết tương đối rộng Einstein làm thay đổi bức tranh của chúng ta về cái xảy ra tại tâm của một lỗ đen.

Trong một phân tích chuyển động của các hạt đi vào trong một lỗ đen, công bố hồi tháng 3, Nikodem Poplawski thuộc trường Đại học Indiana ở Bloomington, Mĩ, đã chứng minh rằng bên trong mỗi lỗ đen có thể tồn tại một vũ trụ khác nữa. “Có lẽ các lỗ đen khổng lồ tại tâm của Dải Ngân hà và các thiên hà khác là cầu nối dẫn đến những vũ trụ khác”, Poplawski nói. Nếu đúng như vậy – chữ NẾU viết hoa – thì không có gì để bác bỏ rằng bản thân vũ trụ của chúng ta đang nằm bên trong một lỗ đen.

Theo thuyết tương đối rộng Einstein (GR), bên trong của các lỗ đen là các “kì dị” – những vùng trong đó mật độ vật chất đạt tới vô hạn. Điểm kì dị đó là một điểm thật sự có mật độ vô hạn hay chỉ là một thiếu sót toán học của GR thì người ta không rõ, vì các phương trình của GR không áp dụng được cho bên trong các lỗ đen. Mặt khác, phiên bản sửa đổi của các phương trình Einstein mà Poplawski sử dụng thì xử lí được điểm kì dị đó.

Trong phân tích của ông, Poplawski chuyển sang một biến thể của GR gọi là thuyết hấp dẫn Einstein-Cartan-Kibble-Sciama (ECKS). Không giống như các phương trình Einstein, sự hấp dẫn ECKS xét đến spin hay xung lượng góc của các hạt sơ cấp. Tính cả spin của vật chất cho phép người ta tính được một tính chất của hình học không-thời gian gọi là sự xoắn.

Khi mật độ vật chất đạt tới những tỉ lệ khủng khiếp (hơn 1050 kg/m3) bên trong một lỗ đen, thì sự xoắn tự biểu hiện dưới dạng một lực chống lại sự hấp dẫn. Lực này ngăn không cho vật chất nén lại vô hạn để đạt tới mật độ vô hạn, cho nên không có điểm kì dị. Thay vào đó, theo Poplawski, vật chất bị nảy trở ra và bắt đầu giãn nở trở lại.

 

Chúng ta có đang sống bên trong một lỗ đen ? (Ảnh: Serge Brunier/Clemson/NASA)

Bây giờ, trong một nghiên cứu chắc chắn gây tranh cãi, Poplawski áp dụng những ý tưởng này để lập mô phỏng hành trạng của không-thời gian bên trong một lỗ đen tại thời điểm nó bắt đầu bật trở ra. Kịch bản na ná như cái xảy ra lúc bạn nén một cái lò xo. Poplawski tính được lực hấp dẫn ban đầu thắng lực đẩy của sự xoắn và giữ vật chất nén lại, nhưng cuối cùng thì lực đẩy đủ mạnh nên vật chất ngừng co lại và bật trở ra. Các phép tính của Poplawski cho thấy không-thời gian bên trong lỗ đen giãn nở đến khoảng 1,4 lần kích thước nhỏ nhất của nó trong thời gian chừng 10-46 giây.

Theo Poplawski, sự bật ngược nhanh đến bất ngờ này có thể là cái dẫn tới vũ trụ giãn nở mà chúng ta quan sát thấy ngày nay.

Làm thế nào chúng ta biết chúng ta có đang sống bên trong một lỗ đen hay không? Không khó đâu. Một lỗ đen đang quay sẽ truyền một phần spin sang không-thời gian bên trong nó, và tương tác này thể hiện dưới dạng một “hướng ưu tiên” trong vũ trụ của chúng ta. Một hướng ưu tiên như vậy sẽ mang lại sự vi phạm của một tính chất của không-thời gian gọi là đối xứng Lorentz, đối xứng liên hệ không gian và thời gian. Người ta cho rằng một sự vi phạm như vậy có thể là nguyên nhân cho các dao động đã quan sát thấy của neutrino từ dạng này sang dạng khác.

Buồn thay, không có điểm mốc nào để chúng ta tìm kiếm những vũ trụ khác bên trong các lỗ đen. Khi bạn tiếp cận một lỗ đen, trường hấp dẫn tăng dần làm cho thời gian càng lúc càng trôi chậm đi. Cho nên, đối với một người quan sát ở bên ngoài, bất kì vũ trụ mới nào ở bên trong đó cũng sẽ chỉ hình thành sau khi một khoảng thời gian vô hạn đã trôi qua.

Theo New Scientist

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


Trí tuệ nhân tạo: 101 điều bạn nên biết từ hôm nay về tương lai của chúng ta (Phần 3)
10/12/2018
2. Cái gì khiến trí tuệ nhân tạo quan trọng như thế vào lúc này? Chính xác thì cái gì khiến trí tuệ nhân tạo trở thành một
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 3)
10/12/2018
Cấu hình electron Các electron trong quỹ đạo xung quanh một hạt nhân nguyên tử không thể chiếm bất kì vị trí nào mà chúng
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 2)
10/12/2018
Cấu trúc nguyên tử Đa số mọi người có lẽ hình dung nguyên tử là một hệ mặt trời mini, với hạt nhân tại vị trí của
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 1)
09/12/2018
Giới thiệu Bảng tuần hoàn là một trong những viên ngọc quý của khoa học. Việc phân loại các nguyên tố là một trong những
Quang phổ tia X là gì?
09/12/2018
Quang phổ tia X là một kĩ thuật dò tìm và đo lường các photon, hay các hạt ánh sáng, có bước sóng trong phần tia X của phổ
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 17)
08/12/2018
Chương 6 CÓ THỂ DU HÀNH THỜI GIAN KHÔNG? Trong khoa học viễn tưởng, không gian và thời gian bẻ cong là chuyện thường tình.
Thiên thạch là gì?
08/12/2018
Lãng mạn biết bao khi nguyện cầu một điều ước trên một ngôi sao băng khi nó kéo vệt trên bầu trời đêm. Những tia hi vọng
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 23)
06/12/2018
Vật chất tối Mặc dù vật lí học đã sải những bước dài trong thế kỉ vừa qua, nhưng có một thực tế nổi cộm là toàn

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