Hầu hết mọi người đều có ý tưởng cơ bản về khái niệm lỗ đen: một sự biến dạng bất thường trong kết cấu của không gian và thời gian liên tục tiêu thụ bất kỳ vật chất nào đủ ngu ngốc để tiếp cận vùng lân cận của nó. Lực hấp dẫn không thể cưỡng lại của lỗ đen lớn đến mức ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra, khiến những hiện tượng vũ trụ này hoàn toàn không được chiếu sáng và chỉ có thể quan sát được thông qua tác động của chúng lên vật chất ở gần. Trong trường hợp này, các nhà khoa học đang tìm kiếm lỗ trắng.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ cho bạn biết mọi thứ bạn cần biết về việc tìm kiếm lỗ trắng và những gì đã biết về nó.
Lỗ trắng là gì và nó được hình thành như thế nào?
Lý thuyết khoa học dự đoán chính xác sự hiện diện của lỗ đen cũng thừa nhận sự tồn tại của lỗ trắng, về cơ bản là phản đề của lỗ đen. Các lỗ đen có sự thèm ăn vô độ đối với vật chất và năng lượng, trong khi các lỗ trắng (về lý thuyết) Chúng liên tục phát ra năng lượng vào vũ trụ. Người ta tin rằng không có gì có thể thoát khỏi nanh vuốt của lỗ đen, cũng như không có gì có thể đi vào lỗ trắng.
Nói một cách rõ ràng, lỗ trắng có thể được coi là một lỗ đen đảo ngược hướng đi của nó theo thời gian. Lỗ trắng sẽ có chung những đặc điểm nhất định với lỗ đen, bao gồm khối lượng, động lượng góc hay “spin” và điện tích.
Giống như các lỗ đen, Lỗ trắng có khối lượng và có khả năng hút vật chất vào chúng, ít nhất là ở thời điểm ban đầu. Tuy nhiên, có sự khác biệt cơ bản trong cách vật chất và ánh sáng tương tác với chân trời sự kiện của hai hiện tượng vũ trụ này. Trong khi các vật thể đi qua chân trời sự kiện của lỗ đen không thể chạm tới “chân trời phản sự kiện” của lỗ trắng, thì vật chất tiến gần chân trời phản sự kiện của lỗ trắng có thể bị đẩy ra một cách mạnh mẽ.
Sự khác biệt giữa lỗ đen và lỗ trắng
Lỗ đen và lỗ trắng khác nhau chủ yếu ở cách chúng hình thành. Nghiên cứu do J. Robert Oppenheimer và nhóm của ông thực hiện đã cho phép chúng ta hiểu rằng khi một ngôi sao lớn đi đến cuối cuộc đời bằng cách đốt cháy nhiên liệu hạt nhân, nó sẽ bị suy sụp do lực hấp dẫn. Sự sụp đổ này dẫn đến các lớp bên ngoài của Ngôi sao vỡ tan trong một vụ nổ siêu tân tinh, trong khi lõi sụp đổ và hình thành một lỗ đen.
Trong kịch bản giả định trong đó nỗi đau không thể chịu đựng được có thể được đảo ngược, bất chấp mọi nguyên tắc nhân quả, nó sẽ không biểu hiện dưới dạng lỗ trắng, như các mô hình toán học của định đề Kruskal hoặc Novikov đưa ra. Đúng hơn, cơ chế quay ngược vũ trụ này sẽ đơn giản đưa chúng ta trở lại một ngôi sao sắp chết.
Theo hiểu biết tốt nhất hiện tại của chúng tôi, Không có quá trình vật lý nào được biết đến trong vũ trụ có thể tạo ra lỗ trắng.
Thuyết tương đối và lỗ trắng
Dự đoán về lỗ trắng là kết quả trực tiếp của thuyết tương đối rộng. Trước khi đi sâu vào chủ đề lỗ trắng, trước tiên chúng ta phải xem xét đóng góp to lớn của lý thuyết hấp dẫn, thuyết tương đối rộng của Albert Einstein.
Lý thuyết đột phá của Einstein về lực hấp dẫn, hay còn gọi là thuyết tương đối rộng, ra mắt lần đầu tiên vào năm 1915 và tạo ra sự chấn động trong giới vật lý. Trước đó, mô tả về lực hấp dẫn của Isaac Newton là lời giải thích chiếm ưu thế, hoạt động hiệu quả ở quy mô nhỏ hơn nhưng luôn thất bại khi đối mặt với sự phức tạp của vật lý ở cường độ lớn hơn.
Sự khác biệt chủ yếu giữa hiểu biết của Einstein và Newton về lực hấp dẫn nằm ở cách họ khái niệm hóa vai trò của không gian và thời gian. Trong khi Newton coi chúng chỉ là phông nền cho sự diễn ra của các sự kiện phổ quát, Thuyết tương đối rộng đề xuất rằng “không-thời gian” là một thực thể năng động tham gia tích cực vào việc định hình câu chuyện vũ trụ.
Lý do đằng sau hiện tượng này bắt nguồn từ các nguyên lý của thuyết tương đối rộng, cho rằng khi một vật có khối lượng dừng lại trong không-thời gian, nó sẽ gây ra sự biến dạng trong cấu trúc của không-thời gian. Độ lớn của sự biến dạng này tỷ lệ thuận với khối lượng của vật thể và chính từ sự biến dạng này mà lực hấp dẫn phát sinh. Đó là lý do tại sao lực hấp dẫn của Mặt trời mạnh hơn lực hấp dẫn của Trái đất. Sự biến dạng không-thời gian của Mặt trời rõ rệt hơn. Do đó, Sự biến dạng này đóng vai trò như một hướng dẫn cho năng lượng và vật chất, ra lệnh cho sự chuyển động của chúng trong không gian.
Lỗ trắng và lý thuyết đa vũ trụ
Nếu thực sự có một đa vũ trụ bao gồm nhiều vũ trụ, thì việc thiếu lỗ trắng trong vũ trụ của chúng ta gợi ý khả năng về một vũ trụ chỉ bao gồm các lỗ trắng, trong đó các lỗ đen hoàn toàn không có.
Nguyên nhân của hiện tượng này có thể là do thời gian vận hành như một hệ một chiều trong mỗi vũ trụ riêng lẻ của đa vũ trụ. Trong vũ trụ của chính chúng ta, Thời gian tiến triển độc quyền, với một tương lai vô tận, do đó ngăn cản sự hình thành các lỗ trắng. Ngược lại, trong đa vũ trụ song song, thời gian chỉ chuyển động ngược lại, với quá khứ vô tận, do đó cấm sự tồn tại của lỗ đen nhưng lại cho phép sự hiện diện của lỗ trắng.
Chúng ta có thể quan sát được lỗ trắng không?
Theo nhà vật lý lý thuyết Carlo Rovelli, vật chất tối bí ẩn tràn ngập vũ trụ có thể có nguồn gốc từ các lỗ trắng. Qua tính toán, Rovelli đã xác định được rằng một lỗ trắng nhỏ duy nhất có diện tích 10.000 km khối, nhỏ hơn đáng kể so với một proton và chỉ nặng một phần triệu gam, tương đương với khối lượng của một sợi tóc người 12 cm, có thể giải thích sự hiện diện của các hạt tối. vật chất trong môi trường thiên hà của Mặt trời của chúng ta. Những lỗ trắng vô hình này, không phát ra bức xạ, sẽ không thể bị phát hiện do kích thước vô cùng nhỏ của chúng. Rovelli giải thích rằng nếu một proton va chạm với một trong những lỗ trắng này, nó sẽ bật ra xa, vì Họ không có khả năng tiêu thụ bất cứ thứ gì.
Tôi hy vọng rằng với thông tin này, bạn có thể tìm hiểu thêm về sự tồn tại có thể có của lỗ trắng và đặc điểm của chúng.