Trái ngược với tên gọi của nó, lỗ đen không phải là khoảng không trống rỗng mà là những thực thể vũ trụ.

Những vật thể cổ xưa này thường có tuổi thọ kéo dài hàng tỷ năm. Sự tồn tại của chúng lần đầu tiên được dự đoán bởi thuyết tương đối rộng của Albert Einstein.

Nhà thiên văn học người Đức Karl Schwarzschild, trong khi giải các phương trình trường hấp dẫn của Einstein, đã phát hiện ra rằng việc nén một lượng vật chất nhất định thành một điểm duy nhất sẽ tạo ra một vùng gọi là "chân trời sự kiện". Trong ranh giới này, ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra được.

Người có bằng Tiến sĩ Vật lý thiên văn và là nhà truyền thông khoa học Sun Zhengfan lưu ý rằng nhiều nhà thiên văn học ban đầu tỏ ra hoài nghi về hố đen, nghi ngờ sự tồn tại của chúng mặc dù có những dự đoán lý thuyết. Phải đến khi công nghệ quan sát tiến bộ thì hố đen mới được xác nhận.

Thuật ngữ "hố đen" đã trở nên phổ biến trong một hội nghị ở New York, nơi nhà vật lý người Mỹ John Archibald Wheeler đã sử dụng thuật ngữ này khi giải thích lý thuyết của Einstein và những khám phá liên quan.

Khi đánh giá một hố đen, ba chỉ số chính được sử dụng: khối lượng, mômen động lượng và điện tích. Tuy nhiên, các đặc tính bên trong của hố đen vẫn còn là một bí ẩn do những hạn chế về công nghệ hiện tại.

Rơi vào hố đen: Có thể sống sót không?

Hố đen là một trong những hiện tượng bí ẩn nhất của vũ trụ, truyền cảm hứng cho những mô tả giàu trí tưởng tượng trong sách và phim. Ví dụ, trong bộ phim Interstellar, các phi hành gia sống sót sau khi rơi vào hố đen và thậm chí còn khám phá ra thông tin có giá trị.

Kết quả của việc rơi vào hố đen phụ thuộc vào đặc điểm của nó. Các hố đen nhỏ hơn có độ dốc hấp dẫn lớn, giống như vách đá dựng đứng, có thể kéo giãn một người thành những sợi "giống như mì spaghetti" trước khi họ thậm chí chạm đến chân trời sự kiện.

Các hố đen lớn hơn, với trường hấp dẫn nhẹ hơn, có thể cho phép một người trượt vào chúng an toàn hơn, giống như đi xuống một con dốc. Tuy nhiên, ngay cả khi một người sống sót sau khi vào, việc truyền đạt bất kỳ phát hiện nào trở lại thế giới bên ngoài sẽ là không thể.

Các nhà vật lý dựa vào các mô hình toán học để đưa ra giả thuyết về những gì nằm trong hố đen, nhưng việc quan sát hoặc xác minh trực tiếp vẫn nằm ngoài tầm với. Việc tiếp cận hố đen cũng không khả thi như việc đến quá gần Mặt trời bằng các phương tiện công nghệ hiện tại.

Những sự thật hấp dẫn về vũ trụ

Vật chất của vũ trụ bao gồm các khối xây dựng quen thuộc như neutron, nguyên tử và electron. Theo Sun Zhengfan, vật lý thiên văn áp dụng các định luật vật lý được phát hiện trong phòng thí nghiệm vào các hiện tượng thiên thể, cho phép các nhà nghiên cứu hiểu được vật chất vũ trụ trong các điều kiện cụ thể.

Tuy nhiên, vũ trụ đầy rẫy những kịch bản cực đoan. Ví dụ, trong khi một số vùng đạt đến nhiệt độ tuyệt đối bằng không, bề mặt của Mặt trời, ở nhiệt độ khoảng 6.000 độ C, có vẻ tương đối mát so với bầu khí quyển của nó, lên tới hơn một triệu độ. Nghịch lý này vẫn chưa được giải thích.

Lỗ sâu, như thường được mô tả trong khoa học viễn tưởng, là một khái niệm hấp dẫn khác. Về mặt lý thuyết, chúng kết nối các vùng không thời gian xa xôi, nhưng Sun Zhengfan nhấn mạnh rằng hiện tại chúng chỉ tồn tại dưới dạng những ý tưởng suy đoán trong khoa học viễn tưởng.

Tương tự như vậy, "lỗ trắng", được mô tả là các thiên thể phát ra năng lượng và vật chất mà không hấp thụ bất cứ thứ gì, là một cấu trúc toán học chứ không phải là một thực thể đã được chứng minh về mặt vật lý. Cả hai khái niệm đều thách thức các nguyên lý cơ bản của vật lý.

Những bí ẩn chưa có lời giải của vũ trụ

Vũ trụ ẩn chứa nhiều bí ẩn, chẳng hạn như vật chất tối và năng lượng tối. Những cuốn sách khoa học phổ biến như Astrophysics for Busy People đi sâu vào nguồn gốc của vũ trụ và các hiện tượng như ánh sáng vô hình.

Sun Zhengfan nhấn mạnh tầm quan trọng của truyền thông khoa học, giải thích rằng sự hiểu biết của công chúng về thiên văn học có thể làm sáng tỏ nhiều quan niệm sai lầm. Ví dụ, Sao Mộc, với sự tích tụ năng lượng đủ lớn và phản ứng tổng hợp hạt nhân bên trong, có thể phát ra ánh sáng, nhưng chỉ có Mặt trời trong hệ mặt trời của chúng ta mới đạt được điều này.

Khám phá khoa học thường tiết lộ những sự thật thách thức trí tưởng tượng. Vai trò của các chuyên gia trong truyền thông khoa học là đảm bảo rằng mọi người không bị đánh lừa bởi nghĩa đen của các thuật ngữ khoa học.

"Vẫn còn vô số bí mật trong vũ trụ đang chờ nhân loại khám phá", Sun Zhengfan kết luận.