Hố đen vũ trụ “nuốt chửng” mọi thứ đi qua nó, đến ánh sáng cũng không có đường thoát. Vậy bên trong hố đen vũ trụ có gì? Hay nó chỉ là cái lỗ không đáy?
Hố đen vũ trụ (bklack hole) là một vùng trong không-thời gian mà trường hấp dẫn ngăn cản mọi thứ, cả ánh sáng cũng không thể thoát ra. Thuyết tương đối rộng tiên đoán một lượng vật chất với khối lượng đủ lớn nằm trong phạm vi đủ nhỏ sẽ làm biến dạng không thời gian để trở thành lỗ đen.
Các vụ nổ của các ngôi sao lớn được cho là tạo ra hố đen vũ trụ – những cái giếng trong cấu trúc không – thời gian.
Tâm của một hố đen vũ trụ được các nhà vật lý gọi là “điểm kỳ dị” (singularity), hay là một điểm mà một lượng cực lớn vật chất được nghiền thành một số lượng không gian nhỏ vô hạn.
Xung quanh hố đen là một mặt xác định bởi phương trình toán học gọi là chân trời sự kiện, mà tại đó khi vật chất vượt qua nó sẽ không thể thoát ra ngoài lỗ đen được.
Được gọi là “đen” bởi vì nó hấp thụ mọi bức xạ và vật chất hút qua chân trời sự kiện, giống như một vật đen tuyệt đối trong nhiệt động lực học; nó cũng không phải là một loại “lỗ” hay “hố” nào mà là vùng không thời gian không để cho một thứ gì thoát ra.
Theo lý thuyết, điểm kỳ dị là một điểm của không gian mà tại đó, mật độ vật chất cũng như độ cong của không – thời gian là vô cùng. Có nhiều loại kỳ dị: kỳ dị lỗ đen, kỳ dị trần trụi, kỳ dị Vụ nổ lớn… Ở điểm kỳ dị này, các định luật khoa học và khả năng tiên đoán tương lai đều không dùng được nữa.
Về mặt kỹ thuật, điều này có nghĩa là độ cong của không gian hoặc trọng lực được nâng cao được nhìn thấy bởi các nhà khoa học do sự hiện diện của những tập hợp vô cũng lớn như những hành tinh và các ngôi sao.
Giống như cách một miếng cao su được kéo dãn xung quanh một quả bóng bowling, những đối tượng vô cùng lớn có thể gây ra không – thời gian cong xung quanh chúng. Những đối tượng càng lớn, độ cong càng lớn.
Giả thiết đầu tiên được Einstein đưa ra là không một nơi nào tác động này khắc nghiệt hơn so với một lỗ đen, nơi trung tâm đại diện cho một đường cong vô cùng. Giống như một hố không đáy trong một tấm cao su, những ảnh hưởng trở nên vô cùng lớn khi các đối tượng tiến sâu vào bên trong.
Quanh điểm kỳ dị, các hạt và vật liệu được nén. Khi vật chất đi vào hố đen, mật độ của những vật chất này trở nên vô cùng lớn vì nó phải vừa với điểm, dựa theo phương quá nhỏ đến nỗi không có kích thước. Một số nhà khoa học đã tranh luận về việc liệu khái niệm lý thuyết mô tả lỗ đen vũ trụ có chính xác hay không, có nghĩa là liệu rằng chúng thực sự tồn tại.
“Không ai có thể chắc chắn rằng điểm kỳ dị của họ không mô tả một thực tại vật lý”, Hossfelder nói với Life’s Little Mysteries. Nhưng hầu hết các nhà vật lý sẽ nói rằng điểm kỳ dị như giả thuyết của phương trình, không thực sự tồn tại. Nếu các điểm kỳ dị có thực, điều này có nghĩa là “mật độ năng lượng là vô cùng lớn tại một thời điểm”, chính xác là trung tâm các hố đen./.
