30.9 C
Ho Chi Minh City
Thứ Bảy, Tháng Chín 18, 2021

Lỗ đen là gì? Dưới đây Hướng dẫn của chúng tôi cho Earthlings


Xin chào, những người trái đất, đến nơi không thể quay lại: một khu vực trong không gian nơi lực hấp dẫn quá mạnh, thậm chí ánh sáng không thể thoát khỏi nó. Đây là một lỗ đen.

Ổn mà. cảm thấy lạc lõng ở đây. Ngay cả Albert Einstein, người thuyết tương đối rộng làm cho nó có thể hình dung ra một nơi như vậy, nghĩ rằng khái niệm này quá kỳ quái để tồn tại. Nhưng Einstein đã sai, và bạn đây.

Bạn không nên ở đây. Chắc chắn bạn sẽ bị kéo vào. Nhưng đừng sợ, trái đất thân yêu: Bộ não của bạn đã mất hàng triệu năm để đến đây, và nó đã sẵn sàng cho cái nhìn này vào bóng tối. Vậy hãy bắt đầu.

Nó nuốt chửng mọi thứ quá gần, quá chậm hoặc quá nhỏ để chống lại lực hấp dẫn của nó. Với mỗi hành tinh, khí, ngôi sao hoặc một chút khối lượng tiêu thụ, lỗ đen phát triển.

Các cạnh của một lỗ đen, chân trời sự kiện của nó, là điểm không thể quay lại. Ở chân trời sự kiện, ánh sáng bị hút vào một lỗ đen, không bao giờ thoát ra được. Và không có gì nhanh hơn ánh sáng.

Trọng lực sẽ tách bạn ra và nghiền nát bạn vào lõi đen lỗ khoan? Hay một bức tường lửa năng lượng sẽ cuốn bạn vào quên lãng? Một số tinh túy của bạn có thể xuất hiện từ một lỗ đen? Câu hỏi của làm thế nào bạn sẽ chết trong một lỗ đen là một trong những cuộc tranh luận lớn nhất trong vật lý. Được gọi là nghịch lý tường lửa, nó được đặt ra vào tháng 3 năm 2012 bởi một nhóm các nhà lý thuyết bao gồm Donald Marolf, Ahmed Almheiri, James Sully và Joseph Polchinski.

Dựa trên toán học trong thuyết tương đối rộng của Einstein năm 1915, bạn sẽ rơi vào chân trời sự kiện mà không bị tổn thương, sau đó lực hấp dẫn sẽ kéo bạn vào một sợi mì và cuối cùng nhồi nhét bạn vào điểm kỳ dị, lỗ đen vô cùng dày đặc.

Nhưng Tiến sĩ Polchinski và nhóm của ông đã đưa Einstein chống lại thuyết lượng tử, trong đó đặt ra rằng một chân trời sự kiện là một bức tường lửa năng lượng rực cháy sẽ đốt cháy cơ thể bạn đến lò rèn. Tuy nhiên, sự hiện diện của một bức tường lửa sẽ vi phạm các nguyên tắc tương đối quý giá, nó quyết định sự tồn tại của các lỗ đen. Và vì vậy vật lý bị mắc kẹt.

Hoặc là ai đó sai, hoặc chúng ta phải thừa nhận rằng những người trái đất vẫn không được trang bị vũ khí để hiểu vũ trụ. Các nghịch lý tường lửa gọi vào câu hỏi các lý thuyết dứt khoát nhất của khoa học. Những hiểu biết và sự khôn ngoan của Einstein, Polchinski hoặc là Stephen Hawking mặc dù vậy, mọi thứ chúng ta biết về vũ trụ đều có thể thay đổi nếu chúng ta có thể biết chắc chắn điều gì xảy ra với thông tin bên trong một lỗ đen.

Năm 2003, một nhóm quốc tế do nhà thiên văn học tia X Andrew Fabian dẫn đầu đã phát hiện ra con dài nhất, lâu đời nhất, lưu ý thấp nhất trong vũ trụ – một bài hát lỗ đen – sử dụng Đài quan sát tia X của NASA. Nốt B phẳng, 57 quãng tám dưới giữa C, xuất hiện dưới dạng sóng âm phát ra từ các sự kiện nổ ở rìa của một lỗ đen siêu lớn ở thiên hà NGC 1275.

Các ghi chú ở lại trong thiên hà và không bao giờ đến được với chúng tôi, nhưng chúng tôi không thể nghe thấy chúng. Lưu ý thấp nhất mà tai người có thể phát hiện có chu kỳ dao động là một phần hai mươi giây. Thời kỳ B phẳng này là 10 triệu năm.

Các bài hát của người Viking Các lỗ đen có thể chịu trách nhiệm cho một tỷ lệ sinh giảm dần của các ngôi sao trong vũ trụ. Trong các cụm thiên hà như Perseus, ngôi nhà của NGC 1275, năng lượng mà các nốt này mang theo được cho là giữ cho khí quá nóng để ngưng tụ và tạo thành các ngôi sao.

Mặc dù không có lỗ đen nào đủ gần Trái đất để kéo hành tinh đến tận cùng của nó, nhưng vẫn có rất nhiều lỗ đen trong vũ trụ mà đếm chúng là không thể. Gần như mọi thiên hà – Dải Ngân hà của chúng ta, cũng như 100 tỷ thiên hà khác có thể nhìn thấy từ Trái đất – cho thấy dấu hiệu của một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của nó.

Hơn nữa, một thiên hà càng lớn thì lỗ đen trung tâm của nó càng lớn. Không ai biết tại sao.

Trong số hàng tỷ ngôi sao trong Dải Ngân hà, cứ 1.000 ngôi sao mới thì có một ngôi sao đủ lớn để trở thành một hố đen. Mặt trời của chúng ta thì không. Nhưng một ngôi sao nặng hơn 25 lần là. Các hố đen khối sao xuất phát từ cái chết của những ngôi sao này và có thể tồn tại ở bất cứ đâu trong thiên hà.

Vào ngày 2 tháng 7 năm 1967, một mạng lưới các vệ tinh đã ghi lại một vụ nổ tia gamma đến từ ngoài vũ trụ. Nhìn lại, đó là một trong những dấu hiệu đầu tiên cho thấy lỗ đen là có thật. Ngày nay, các nhà khoa học tin rằng một vụ nổ tia gamma là hơi thở cuối cùng của một ngôi sao sắp chết và sự ra đời của một lỗ đen khối sao.

Các chuyển đổi mạnh mẽ bắt đầu khi một ngôi sao lớn hết nhiên liệu. Khi ngôi sao bắt đầu sụp đổ, nó phát nổ. Các lớp ngoài sao Star phun ra ngoài không gian, nhưng bên trong nổ tung, ngày càng dày đặc hơn, cho đến khi có quá nhiều vật chất trong quá ít không gian. Lõi chịu thua lực hấp dẫn của chính nó và sụp đổ vào chính nó, trong trường hợp cực đoan tạo thành một lỗ đen.

Về mặt lý thuyết, nếu bạn thu nhỏ bất kỳ khối lượng nào xuống một khoảng không gian nhất định, nó có thể trở thành một lỗ đen. Hành tinh của chúng ta sẽ là một nếu bạn cố nhồi nhét Trái đất vào hạt đậu.

Vào ngày 28 tháng 3 năm 2011, các nhà thiên văn học đã phát hiện một vụ nổ tia gamma dài đến từ trung tâm của một thiên hà cách xa 4 tỷ năm ánh sáng. Đây là lần đầu tiên con người quan sát những gì có thể đã được một lỗ đen không hoạt động ăn một ngôi sao.

Không có vấn đề gì khi lỗ đen ăn – một ngôi sao, một con lừa, một chiếc iPhone, giáo viên ngữ pháp của bạn – nó cũng giống như lỗ đen. Một lỗ đen không có tóc, nhà vật lý học John Archibald Wheeler đã từng nói, có nghĩa là một lỗ đen chỉ nhớ khối lượng, quay tròn và tích điện cho bữa tối của nó.

Càng nhiều lỗ đen, nó càng phát triển. Năm 2011, các nhà khoa học đã phát hiện ra một trong những lỗ đen lớn nhất từ ​​trước đến nay, cách xa hơn 300 triệu năm ánh sáng. Nó đủ nặng để ngấu nghiến 21 tỷ mặt trời. Các nhà khoa học muốn biết liệu các lỗ đen lớn nhất là kết quả của hai lỗ hợp nhất hoặc một lỗ ăn nhiều. Nhưng các nhà khoa học không biết làm thế nào mà chúng lớn lên như vậy.

Ánh sáng có thể phá hủy một lỗ đen, vì vậy việc nhìn thấy những gì bên trong một người là không thể. Để có được một hình ảnh của một lỗ đen góc cạnh rất khó, và để có được một hình ảnh rõ ràng là một cái gì đó hoàn toàn khác.

Và cho đến bây giờ, nó chưa bao giờ được thực hiện. Cho đến nay, các nhà khoa học chỉ phát hiện ra các lỗ đen một cách gián tiếp, bằng chữ ký của họ, chẳng hạn như vụ nổ tia gamma, siêu tân tinh hoặc, có lẽ, một vật thể bên bờ vực của sự kiện lỗ đen lỗ đen. Thông thường, nếu năng lượng to lớn phát ra từ một lõi khổng lồ ở trung tâm của một thiên hà, thì lõi có lẽ là một lỗ đen.

Kính thiên văn Event Horizon, một trong những Sheperd Doeleman và các đồng nghiệp của mình đã sử dụng để chụp ảnh lỗ đen trong thiên hà M87, có sự tham gia của hơn 100 nhà khoa học trên bốn lục địa và một tinh thể rất quan trọng được sử dụng để hiệu chỉnh đồng hồ nguyên tử. Vào tháng 4 năm 2017, các nhà khoa học đã đặt ra tám kính viễn vọng trên đỉnh núi ở bốn lục địa, đồng bộ hóa chúng, hướng chúng lên bầu trời và chờ đợi. Và vì vậy, lần đầu tiên họ đã đưa quái vật Einstein, lỗ đen, vào tầm ngắm.

Hiệu ứng lượng tử cho thấy, khi bức xạ Hawking rò rỉ vào vũ trụ, cuối cùng một lỗ đen sẽ tiêu tan. Sẽ phải mất nhiều lần tuổi của vũ trụ để một lỗ đen bay hơi hoàn toàn.

Giống như Einstein, Tiến sĩ Hawking lúc đầu không tin vào lý thuyết của chính mình. Nhưng những con số đã đúng. Các nhà vật lý hiện xem kết quả của ông là xương sống cho bất kỳ lý thuyết nào trong tương lai sẽ kết hợp lý thuyết hấp dẫn và lượng tử.

Trước khi Tổ chức nghiên cứu hạt nhân châu Âu nổ súng Máy va chạm Hadron lớn vào năm 2008, các nhà phê bình lo lắng rằng việc đập vỡ các proton trong vòng 17 dặm dưới lòng đất sẽ tạo ra một lỗ đen nuốt chửng trái đất.

Các nhà khoa học có những cái nhỏ hơn trong tâm trí. Về lý thuyết, việc tìm kiếm các hạt nhỏ nhất trong vũ trụ có thể kích hoạt các lỗ đen nhỏ trong ống ngầm hầm va chạm, cho phép các nhà nghiên cứu quan sát thuyết tương đối rộng và cơ học lượng tử trong hành động, và có lẽ mở ra cánh cửa để giải quyết nghịch lý tường lửa.

Một thập kỷ trước đó, những lo lắng về ngày tận thế tương tự đã xuất hiện Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven Máy nghiền ion nặng tương đối tính. Các nhà khoa học trung tâm đã xóa bỏ những lo ngại này bằng cách chỉ ra rằng, theo tính toán của họ, các tia vũ trụ năng lượng cực cao đã xuyên qua bầu khí quyển và sẽ tạo ra khoảng 100 lỗ đen nhỏ trên Trái đất mỗi năm. Nếu các lỗ đen nhỏ là một vấn đề thực sự, Trái đất sẽ sụp đổ vào vô tận từ lâu.

Tuy nhiên, vào tháng 6 năm 2008, một đánh giá an toàn tuyên bố nhà L.H.C. an toàn Các thí nghiệm bắt đầu, Higgs boson đã được tìm thấy và Trái đất sống sót sau tất cả.



Nguồn The NewYork Times

Bài viết liên quan

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây

Bài viết mới nhất

Kết nối với chúng tôi

333Thành viênThích
199Người theo dõiTheo dõi

Quảng cáo