Điều gì xảy ra khi bạn rơi vào hố đen vũ trụ?

Du hành không gian là đề tài hấp dẫn trí tưởng tượng của con người. Cửa thần kỳ của Doraemon hay khả năng dịch chuyển vạn dặm trong nháy mắt của Dr. Strange trong Marvel là điều chúng ta hằng ao ước.

Bức ảnh đầu tiên về lỗ đen không chỉ chứng minh nó có tồn tại, mà còn đặt ra câu hỏi liệu chúng ra có thể dùng nó để di chuyển tức thời hay không.

Mối liên hệ giữa Hollywood và khoa học

Các lỗ đen từ trước đến nay luôn là vấn đề nằm giữa khoa học và khoa học giả tưởng.

Người ta từng thấy ngôi sao bị lỗ đen nuốt chửng ở khoảng cách gần. Có một điểm “giả tưởng” ở lỗ đen là chân trời sự kiện (event horizon), mặt phẳng ở ngay rìa hố đen mỏng tới mức không có kích thước. Tại đó, có định luật vật lý không còn đúng nữa. Mọi vật chất bị kéo dãn ra ở cấp độ nguyên tử.

Du hành không thời gian trên lý thuyết là có thực hiện, song cực kỳ khó. Ảnh: Marvel.

Chưa ai, chưa con tàu nào, thậm chí một photon ánh sáng từng đi qua "chân trời sự kiện" mà thoát ra được. Vì thế, mọi chuyện xảy ra bên kia giới hạn, tức bên trong lỗ đen, chỉ dừng ở mức suy đoán. Chẳng ai trong số chúng ra biết bên trong nó có gì.

Các nhà khoa học đồng ý rằng nếu con người đến quá gần lỗ đen, trọng lực của chúng sẽ tiêu diệt chúng ta, xé nhỏ ra từng nguyên tử một. Nhưng các nhà làm phim khoa học giả tưởng lại có chút lạc quan hơn. Họ cho rằng các lỗ đen có thể là cánh cổng không thời gian đưa con người đến một chiều không gian khác.

Đến tận bây giờ, các nhà khoa học mới bắt đầu xem xét giả thuyết thú vị này. Một số nhà khoa học cho rằng nếu đi tới đúng hố đen, rất có thể bạn sẽ được du hành siêu không gian (hyperspace travel) giống như trong phim StarTrek.

Trung tâm của mọi hố đen là một dị điểm, với mật độ vật chất vô cùng lớn. Đó chính là tâm trọng lực của hố đen. Trong nhiều thập kỉ, các nhà khoa học cho rằng mọi dị điểm đều như nhau, mọi thứ đi qua chân trời sự kiện đều bị tiêu diệt theo cùng một cách: Xé tan thành từng nguyên tử.

Trọng lực của hố đen là cực lớn, chính điều này đã bẻ cong vùng không gian và thời gian giáp chân trời sự kiện. Ảnh: Quora.

Tuy nhiên vào thập niên 90, các nhóm nghiên cứu tại Canada và Mỹ cùng phát hiện ra có thêm một loại dị điểm khác gọi là “dị điểm có vật chất giãn nở”. Nó cũng có trường trọng lực cực mạnh, nhưng có thể không tiêu diệt con người khi tiếp xúc mà chỉ kéo giãn ra thành một lượng hữu hạn. Đáng chú ý, chỉ các hố đen xoay tròn mới tồn tại những dị điểm này.

Hiện tại, vẫn chưa thể du hành qua một hố đen để kiểm định giả thuyết này. Nhưng đối tượng thử nghiệm đã có, chính là hố đen khổng lồ ở tâm thiên hà chúng ta, cách Trái đất 27.000 năm ánh sáng.

Giấc mộng du hành không-thời gian

Chính vì khoảng cách thử nghiệm quá xa, không thể gửi tàu vũ trụ đến, các nhà khoa học đã quyết định chạy mô phỏng số trên máy tính. Lần đầu tiên, một nhóm các nhà khoa học tại UMass Dartmouth và Georgia Gwinnett đã mô phỏng chuyện gì sẽ xảy ra nếu con người đi vào một hố đen xoay tròn.

“Chúng ta sẽ cảm thấy sự gia tăng nhiệt độ, nhưng không quá đáng sợ. Các lực tương tác sẽ mạnh tới mức bạn không cảm thấy gì cả, mà chỉ bắt đầu di chuyển rất nhanh”, Lior Burko, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết.

Để đi đến được hố đen, bạn sẽ cần đến một con tàu vũ trụ cực mạnh, chạy với tốc độ cực nhanh. Ảnh: Justscience.

Việc đi qua hố đen loại này cũng giống như đưa ngón tay đi nhanh qua ngọn nến đang cháy ở 1.000 độ C. Nếu đưa tay không nhanh, bạn sẽ bị bỏng, nhưng nếu đủ nhanh sẽ chẳng chuyện gì xảy ra. Tương tự, nếu bạn đi qua một "dị điểm có vật chất giãn nở” đủ nhanh, bạn sẽ chẳng hề cảm thấy gì cả.

Tuy nhiên, sau khi đi qua bên kia hố đen sẽ là gì thì vẫn không ai biết. Giả thuyết của Burko là con người có thể đến một nơi nào đó xa hơn trong ngân hà, cách điểm ban đầu nhiều năm ánh sáng, hoặc cũng có thể đến một ngân hà khác.

Các nhà khoa học cho rằng cần thêm nhiều nghiên cứu để chứng minh tính khả thi của việc du hành qua lỗ đen. Nếu cách du hành này được chứng thực, chúng ta có thể nghĩ đến việc đi xuyên ngân hà nhanh hơn tốc độ ánh sáng trên các “hyperlane” như trong bộ phim StarTrek hoặc trò chơi Stellaris.

Đại Việt