Ánh sáng bắt nguồn từ đâu
Trong vật lý, chân không không hề trống rỗng: các cặp hạt liên tục xuất hiện rồi biến mất ngay sau đó. Thông thường, chúng hủy lẫn nhau tức thì nên không có gì thoát ra ngoài.
Ở ranh giới của hố đen, sự cân bằng này bị phá vỡ. Một hạt trong cặp có thể rơi vào bên trong, còn hạt kia ở lại bên ngoài và bay đi. Nhìn từ bên ngoài, điều này trông giống như chính ranh giới của hố đen đang phát sáng yếu ớt.
Năng lượng của hạt bay đi được lấy từ chính hố đen, vì vậy hố đen dần mất khối lượng. Hình dung này đã được đơn giản hóa, nhưng vẫn truyền tải được cốt lõi: bức xạ lấy năng lượng từ hố đen.
Quá trình này chậm đến mức nào
Ô đầu tiên giải thích điểm mấu chốt. Hố đen càng lớn thì càng lạnh; hố đen khối lượng sao, và đặc biệt là hố đen siêu khối lượng, lạnh hơn không gian xung quanh nên hấp thụ nhiều hơn là phát ra.
Chúng chỉ có thể bốc hơi trong tương lai rất xa, khi Vũ trụ nguội hơn chính chúng. Hố đen nhỏ sẽ bốc hơi nhanh và sáng, nhưng cho đến nay vẫn chưa phát hiện được hố đen nào như vậy.
Từ dự đoán này nảy sinh một câu hỏi chưa có lời giải về số phận của thông tin. Nếu hố đen bốc hơi, còn bức xạ thoát ra giống hệt nhau bất kể thứ gì đã rơi vào đó, thì thông tin về thứ đã rơi vào sẽ biến mất - trong khi vật lý không cho phép điều đó. Cuộc tranh luận đã kéo dài nửa thế kỷ.
Dự đoán này được kiểm tra gián tiếp. Các nhà nghiên cứu xây dựng những hệ thống trong phòng thí nghiệm có nền tảng toán học tương tự - gồm dòng chất lỏng, sóng âm và môi trường quang học - rồi quan sát bức xạ tương tự trong đó; đây không phải cùng một hiện tượng, nhưng giúp củng cố phép tính.
Kết quả này còn quan trọng vì một lý do khác. Nó kết nối 3 lĩnh vực trước đó hầu như không giao nhau: hấp dẫn, vật lý lượng tử và nhiệt động lực học - và cho đến nay vẫn được xem là một trong những manh mối chính hướng tới việc thống nhất chúng.
Đọc tiếp trong ứng dụng Miqo
Còn 1 phút nữa, rồi đến bài kiểm tra cuối bài. Tìm trong mục “Vũ trụ → Hố đen”
Hướng camera điện thoại vào đây để mở App Store hoặc Google Play.
Nguồn
- Bức xạ nhiệt từ chân trời sự kiện của hố đen, được dự đoán vào năm 1974, tỷ lệ nghịch với khối lượng của nó
- đối với hố đen khối lượng sao và hố đen siêu khối lượng, nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ của bức xạ nền vũ trụ. Bức xạ này chưa được quan sát trực tiếp
- nghịch lý thông tin liên quan đến nó vẫn chưa được giải quyết