Hố đen là gì?
Để bắt đầu, cần phải chỉ ra rằng các lỗ đen đã được nghiên cứu rất sơ sài và phần lớn ở mức lý thuyết. Cho đến năm 2019, nhân loại chỉ có kiến thức lý thuyết. Tuy nhiên, vào ngày 10 tháng 4 cùng năm, các nhà khoa học đã có được bức ảnh tia X đầu tiên về một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của thiên hà Messier 87 (M87).
Lỗ đen là gì
Nói tóm lại, một lỗ đen là nặng nhất và đồng thời là nhỏ nhất trong tất cả các vật thể có thể có trong vũ trụ.
Lỗ đen là một vật thể ở ngoài không gian, trong đó một lượng vật chất khổng lồ bị nén lại. Để hiểu cơ bản về quy mô nén - hãy tưởng tượng một ngôi sao lớn hơn mặt trời 10 - 100 - 1.000.000 lần và bị nén thành một hình cầu có đường kính bằng vùng Kyiv. Kết quả của mật độ đáng kinh ngạc, một trường hấp dẫn mạnh phát sinh, từ đó ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra.
Tại sao các lỗ đen được gọi như vậy?
Hiện tại, người ta biết rằng các lỗ đen có lực hấp dẫn không thể tưởng tượng được, mạnh đến mức ngay cả những hạt cực nhỏ như photon (hạt ánh sáng nhìn thấy được) không thể vượt qua sức mạnh của cô ấy và chúng, trong một khoảnh khắc, di chuyển với tốc độ ánh sáng. Chính vì thực tế là ánh sáng không bị phản xạ (chính xác hơn là không thể vượt qua lực hấp dẫn) từ bề mặt nên “lỗ đen” bên ngoài vẫn là vùng tối đối với bất kỳ thiết bị quan sát nào hiện có, trong khi những điều trên hoàn toàn không có nghĩa là bề mặt của một lỗ đen là màu đen, chỉ từ bên ngoài không thể nhìn thấy, một nghịch lý, và khác xa duy nhất!
Vùng không gian xung quanh một lỗ đen, ngoài mà vật chất và bất kỳ hạt nào, kể cả lượng tử ánh sáng, không thể xuyên qua (quay trở lại), được gọi là. Ở dưới chân trời sự kiện, bất kỳ vật thể, cơ thể, hạt nào cũng sẽ chuyển động, chỉ tồn tại bên trong lỗ đen và không thể thoát ra bên ngoài chân trời sự kiện. Người quan sát bên ngoài ở bên ngoài chân trời sự kiện không thể quan sát những gì đang xảy ra bên trong.
Với một chân trời sự kiện nó không ổn cả đơn giản, nhờ các hiệu ứng lượng tử, nó bức xạ năng lượng (một dòng hạt nóng) vào vũ trụ. Hiệu ứng này được gọi là bức xạ Hawking và do nó, về mặt lý thuyết, một lỗ đen có thể ngừng tồn tại (nó dần dần bốc hơi năng lượng bức xạ) và biến thành một ngôi sao tuyệt chủng. Tuyên bố này đúng trong vật lý lượng tử, nơi vật chất có thể di chuyển bằng cách đào đường hầm, vượt qua những chướng ngại vật không thể vượt qua trong điều kiện bình thường.
Người ta không biết chắc chắn điều gì sẽ xảy ra với vật chất khi lực hấp dẫn của một lỗ đen thu hút nó và nó vượt qua chân trời sự kiện.Theo quan điểm lý thuyết, rất có thể vật thể / vật chất sau khi vượt qua chân trời sự kiện sẽ rơi vào cái gọi là điểm kỳ dị, và trước đó nó bị phá hủy do lực hấp dẫn.
Điểm kỳ dị hấp dẫn là một điểm trong không-thời gian mà các định luật vật lý quen thuộc với chúng ta rất có thể không hoạt động hoặc hoạt động khác đi. Ví dụ, các đại lượng mô tả lực hấp dẫn trong điều kiện bình thường, trong điều kiện kỳ dị, có thể là vô hạn hoặc vô hạn.
Tại sao lại có vầng sáng xung quanh lỗ đen trong bức ảnh?
Xem video này trên YouTube
Trên các vòng bồi tụ của một lỗ đen
Vầng sáng xung quanh lỗ đen không phải là Photoshop hay các hiệu ứng đặc biệt của máy tính. Theo luật hấp dẫn, các lỗ đen tự hút mọi thứ rơi vào vùng tác động của lực hấp dẫn của nó. Nó có thể là khí, bụi và các vật chất khác. Trong trường hợp này, vật chất, rơi dưới sức hút của lỗ đen, không ngay lập tức rơi xuống bề mặt của nó, mà bắt đầu quay theo quỹ đạo tròn. Trong quá trình quay, nó nóng lên do tốc độ lớn và ma sát, đồng thời phát ra tia X, bức xạ. Chuyển động quay biểu kiến của vật chất sáng được gọi là đĩa bồi tụ, và chính điều này được hiển thị trong bức ảnh chụp lỗ đen ở đầu bài báo.
Có những cách nào khác để phát hiện lỗ đen?
Các kính thiên văn nghiên cứu lỗ đen nhìn vào môi trường của chúng, nơi vật chất rất gần với chân trời sự kiện. Chất này được nung nóng đến hàng triệu độ và phát sáng nhờ tia X. Lực hấp dẫn khổng lồ của các lỗ đen cũng làm biến dạng không gian, vì vậy bạn có thể thấy tác động của lực hấp dẫn vô hình lên các ngôi sao và các vật thể khác.
