Thứ Tư, 13 tháng 9, 2023

Khối lượng tới hạn của lỗ đen

 Tôi nghĩ về một khối lượng tối đa mà lỗ đen có thể chứa đựng, trên mức đó, lỗ đen sẽ "bang" và diễn hoá vũ trụ.

Các sao lớn sẽ chết và dần hoá thành lỗ đen, các lỗ đen bị hấp dẫn lại gần nhau và hợp nhất thành lỗ đen lớn hơn. Nếu các lỗ đen không bức xạ hơn hấp thu, quá trình này có thể mất thời gian dài đằng đẵng nhưng sẽ xảy ra.

Khối lượng tới hạn này có lẽ phụ thuộc vào đặc tính của màng vũ trụ chứa lỗ đen. Nếu toàn bộ vũ trụ quan sát được và không quan sát được liên đới là do một big bang sinh ra. Vũ trụ hữu hạn không biên, khối cầu 4D+ này là chứa toàn bộ vũ trụ, thì nó cũng chính là mức tới hạn của lỗ đen.

Nếu vũ trụ vô biên vô hạn, ngoài vũ trụ khả kiến còn có vô hạn không gian. thì mỗi big bang chiếm một khu vực trên bản đồ vũ trụ thực sự. Và big bang big crunch hoạt động đều đặn như các bọt biển sinh diệt, đóng góp vai trò biến đổi entropi của vũ trụ.


(hình mượn từ một bài về lỗ đen )

Đặt ra một giả định về khối lượng tới hạn này, giúp chúng ta có thể tạo ra mô hình lý thuyết mới.

9 nhận xét:

  1. Ý tưởng hay, nhưng không mới.

    Thực ra là khá giống với ý tưởng Big Crunch, theo đó vũ trụ giãn nỡ đến một mức sẽ bắt đầu quá trình co lại, cho đến một thời điểm mà tất cả bị dồn vào một lỗ đen có khối lượng bằng toàn bộ vũ trụ hiện tại, cuối cùng nó sẽ nổ và chúng ta lại có một chu kỳ từ Big Bang đến Big Crunch mới.

    Quay lại về giả thuyết khối lượng tối đa của hố đen, vấn đề cần giải quyết là: khối lượng đó là bao nhiêu? Và liệu có thể đạt được hay không?

    Một thực tế là các hố đen cách nhau khá xa. Okay, chúng nó dồn với nhau ở một khu vực, được xem là trung tâm của các thiên hà (galaxy), nhưng khoảng cách giữa chúng là quá lớn để có thể bị hút lẫn nhau. Điều này có nghĩa là chúng sẽ không bao giờ đạt khối lượng lớn hơn chính khối lượng hiện tại của chúng.

    Hơn nữa, khoảng cách các thiên hà lại vô cùng xa, và hầu hết không gian giữa các thiên hà là trống rỗng. Hãy xem ví dụ về khoảng cách để hiểu rõ vấn đề:

    Giả sử vùng ảnh hưởng của một hố đen là bằng với một viên bi. Khi đó trong vùng trung tâm thiên hà thì các viên bi này cách nhau khoảng vài trăm mét, một khoảng cách rất khó có tương tác với nhau, ít nhất trong vài tỷ năm. Sau đó, chúng ta nhìn ở khu vực toàn thành phố, chính là độ lớn của thiên hà, và khoảng cách đến thiên hà gần nhất là bằng với việc bay đến mặt trăng. Câu hỏi đặt ra là nếu viên bi mất tỷ năm để đi được vài trăm mét thì nó sẽ mất bao lâu để đi đến mặt trăng?

    Thứ duy nhất có thể giúp các thiên hà “đến được với nhau” nhanh hơn đó chính là cái gia tốc đã có từ vụ nổ Big Bang, nhưng cái này thì thứ nhất là càng lúc càng chậm, thứ hai là chỉ có một chiều mà thôi. Tức các thiên hà chỉ tiến gần hơn khi chúng ở cùng hướng, còn lại thì càng lúc càng xa nhau. Đó chính là lý do khiến ý tưởng trên không thực tế, trừ khi Big Crunch xảy ra.

    Mở rộng đề tài, giới khoa học còn có 2 ý tưởng khác về hố đen, bên cạnh ý tưởng về hố đen siêu khổng lồ từ Big Crunch:

    Ý tưởng thứ nhất là việc có hay không sự tồn tại của “hố trắng”? Nó là cái hố ngược lại với hố đen: Luôn phun vật chất ra ngoài. Tức là khi hố đen hút vật chất vào, vật chất thực ra không nằm một chỗ mà bị chuyển qua một hố trắng nằm ở một nơi khác. Và một cái lỗ đi từ hố đen sang hố trắng, giới khoa học đặt tên là “lỗ sâu đục” (worm hole). Chúng ta không thể thấy hố trắng ngay bên cạnh hố đen là vì vũ trụ có nhiều chiều không gian hơn 3, và vật chất có thể bị di chuyển theo các chiều không gian khác ở bên trong khu vực chật hẹp của hố đen, trước khi thấy đường đi ra hố trắng ở một nơi khác.

    Nếu ý tưởng này có thật, thì khi đó chúng ta sẽ không bao giờ có khái niệm “khối lượng” của hố đen, bởi vì chúng không có khối lượng, mà chỉ là cái cổng kết nối cho vật chất đi qua mà thôi. Do đó, không thể tồn tại “khối lượng tối đa”.

    Ý tưởng thứ hai nằm ở việc hành vi của vật chất tối và năng lượng tối, vốn chiếm phần lớn năng lượng của vũ trụ đã có từ Big Bang, theo đó, vật chất khi đi vào hố đen sẽ không còn là vật chất thông thường nữa, mà biến thành vật chất tối hoặc năng lượng tối, và ngay lập tức bị phóng ra ngoài. Điều này có nghĩa, hố đen như là một cái máy xay thịt, bỏ vào một cục thịt với đầy những thứ có thể quan trắc được, và nó sẽ nhả ra một mớ bột nhão gồm những thứ không tương tác với bất cứ loại vật chất thông thường nào.

    Và tất nhiên, nếu ý tưởng này đúng thì khối lượng tối đa của hố đen có tồn tại hay không cũng không là vấn đề đáng quan tâm nữa.

    Trả lờiXóa
    Trả lời
    1. À, quên nói. Bản chất vấn đề nằm ở chỗ chúng ta cần phải biết cái gì diễn ra bên trong hố đen. Tiếc là hiện không thể có bất cứ thứ gì đi ra từ hố đen, để có thể kiểm chứng cái gì diễn ra bên trong chân trời sự kiện. Tất cả. Chỉ dừng ở chân trời sự kiện.

      Xóa
    2. Đó chính là lý do khiến ý tưởng trên không thực tế, trừ khi Big Crunch xảy ra.
      -> chỗ này chưa biết Big Crunch có thể xảy ra hay không nên không thể khẳng định vạy được :3 Nếu không có Big Crunch thì có Big Bang không?

      Xóa

    3. Về ý tưởng hố trắng và máy xay thịt: thực tế là hố đen có khối lượng, thể hiện ra ngoài bằng trường hấp dẫn ảnh hưởng tới không gian xung quanh.
      Ta sẽ thấy hố đen càng lớn thì hấp dẫn càng mạnh, và càng "ăn" vào vật chất thì nó càng lớn. Chứng tỏ là khối lượng có ở lại bên trong hố đen.

      Xóa
    4. và như Kha nói, bên trong là gì thì hem biết

      Xóa
    5. > chỗ này chưa biết Big Crunch có thể xảy ra hay không nên không thể khẳng định vạy được :3 Nếu không có Big Crunch thì có Big Bang không?

      No comments, và nó cũng không liên quan lắm... Điểm mấu chốt ở đây là cái giả thiết về khối lượng tới hạn của hố đen có thể không thực tế, bởi vì khối lượng này quá lớn, chỉ có thể đạt được khi cả vũ trụ (hoặc chí ít cũng cả một thiên hà) dồn lại trong 1 hố đen, và điều này không thể xảy ra xét theo điều kiện hiện tại.

      Chính vì vậy, các nhà khoa học mới kỳ vọng vào một vụ Big Crunch để hố đen có thể đạt khối lượng tới hạn.

      Xóa
  2. > Về ý tưởng hố trắng và máy xay thịt: thực tế là hố đen có khối lượng, thể hiện ra ngoài bằng trường hấp dẫn ảnh hưởng tới không gian xung quanh.
    > Ta sẽ thấy hố đen càng lớn thì hấp dẫn càng mạnh, và càng "ăn" vào vật chất thì nó càng lớn. Chứng tỏ là khối lượng có ở lại bên trong hố đen.

    Đây là một giả thuyết vẫn còn đang được kiểm chứng mới biết được. Muốn kiểm chứng thì phải đo đạc kích thước của hố đen trước và sau khi nuốt thêm vật chất như thế nào. Hiện có rất nhiều ứng viên như vậy trong Ngân Hà của chúng ta. Tuy nhiên, việc đo đạc và so sánh sẽ mất vài ngàn năm mới có thể thấy được kết quả.

    Chưa có kết luận, xin vui lòng không ngầm định bất cứ thứ gì, vì đó không phải là nghiên cứu khoa học, mà là nghiên cứu tâm lý. =)))

    Lưu ý là, kể cả khi xác định được kích thước hố đen lớn hơn sau khi nuốt thêm vật chất, thì cũng cần xác định cái tỷ lệ có tương thích hay không, vì có khi nó chỉ hấp thụ một phần thành vật chất của hố đen, phần còn lại bị ném ra ngoài (theo hướng máy xay thịt) hoặc ném một ít qua cái lỗ trắng nào khác.

    Trả lờiXóa
  3. > Ta sẽ thấy hố đen càng lớn thì hấp dẫn càng mạnh, và càng "ăn" vào vật chất thì nó càng lớn. Chứng tỏ là khối lượng có ở lại bên trong hố đen.

    Thêm nữa, tính đến thời điểm hiện tại, chúng ta chỉ đoán được trên lý thuyết rằng hố đen có khối lượng càng lớn thì có kích thước của chân trời sự kiện (event horizon) càng lớn. KHÔNG có bất cứ thực nghiệm nào chứng minh cả.

    Nói cho chính xác, loài người chỉ quan trắc trên bầu trời, thấy rằng có nhiều hố đen, có cái có chân trời sự kiện lớn, có cái thì nó nhỏ. Loài người cũng biết rằng khi ngôi sao đạt kích thước siêu lớn trong một không gian nhỏ, thì trường hấp dẫn sẽ đủ để làm sụp đổ không gian xung quanh. Đó là tất cả những gì chúng ta đã biết.

    Việc hố đen bự hơn hay nặng hơn sau khi nuốt thêm vật chất là một cái giả định với định hướng rằng không có sự xuất hiện của lỗ sâu đục hay vật chất tối/năng lượng tối. Bởi vậy, tao có thể nói ngay, câu nói của mầy là đúng dựa theo định nghĩa, và vì thế không thể thảo luận thêm nếu mầy không chịu mở rộng định nghĩa về vũ trụ.

    Ghi chú: theo kinh nghiệm cho thấy, nhiều cái tiên đề được thế hệ trước chấp nhận được chứng minh là sai, ví dụ như vũ trụ quay quanh trái đất (nhật tâm hệ) hay vũ trụ quay quanh mặt trời (nhật tâm hệ). Vì thế nên giới khoa học càng về sau càng thận trọng. Bởi vậy, mầy hãy đứng lên tuyên bố với thế giới khoa học rằng mầy là chân lý bởi vì mầy nói thế. Thế là giới khoa học sẽ bớt khổ hơn... Thanks

    Trả lờiXóa