:quality(75)/estore-v2/img/fptshop-logo.png){kind=logo}
:quality(75)/2023_11_22_638362913631062017_lo-den-trong-vu-tru_.jpg)
:quality(75)/Ngoc_Thuy_47ae6ec271.jpg){kind=small}
Giải mã tất tần tật những điều chưa ai nói cho bạn biết về lỗ đen trong vũ trụ
Các nhà thiên văn học đã nghiên cứu, khám phá về lỗ đen trong vũ trụ từ rất lâu về trước, và con người cũng đã biết đến sự tồn tại của những thực thể này. Nhưng lỗ đen trong vũ trụ là gì, và có những dạng lỗ đen đặc biệt nào, hãy cùng khám phá ngay dưới đây nhé!
Trong nhiều thập kỉ qua, các nhà khoa học và thiên văn học đã không ngừng tìm tòi, cố gắng khai phá tất cả những điều bí ẩn của lỗ đen trong vũ trụ, để đưa ra lời giải đáp chính xác nhất về thực thể độc đáo tồn tại trong Dải Ngân hà này. Vậy, lỗ đen trong vũ trụ là gì?
1. Lỗ đen trong vũ trụ là gì?
Lỗ đen hay còn được gọi là hố đen, có tên tiếng Anh là Black hole. Đây là một vùng không gian có lực hấp dẫn cực mạnh, đến mức không một vật chất hay năng lượng nào – kể cả ánh sáng – có thể thoát ra bên ngoài.
Lỗ đen trong vũ trụ là một hiện tượng vật lý hấp dẫn và bí ẩn nhất mà cho đến nay, con người vẫn chưa thể hoàn toàn nắm bắt hết. Theo Thuyết tương đối tổng quát của Albert Einstein, chúng được hình thành khi một ngôi sao có kích thước lớn phát nổ và bị sụp đổ vào một không gian cực kỳ nhỏ, tạo ra trường hấp dẫn mạnh mẽ không cho bất kỳ vật chất hoặc cả ánh sáng di chuyển ra khỏi nó. Những lỗ đen như thế sẽ nặng hơn khối lượng của mặt trời khoảng 3 - 4 lần, còn một lỗ đen siêu lớn thì có thể nặng hơn mặt trời đến cả hàng tỉ lần.
Vì ánh sáng không thể thoát ra ngoài nên con người không thể nhìn thấy rõ lỗ đen, và nó là vô hình. Khi đó, với các công cụ đặc biệt như kính viễn vọng không gian có thể giúp con người tìm ra vị trí của lỗ đen. Từ kính viễn vọng không gian, các nhà khoa học sẽ xem những ngôi sao ở rất gần lỗ đen có hoạt động khác như thế nào so với các ngôi sao khác.
2. Khám phá bên trong của lỗ đen
Dù chẳng thể ai biết được chính xác bên trong lỗ đen có gì, nhưng theo công bố của các nhà nghiên cứu thì ta có thể biết được bên trong lỗ đen gồm hai phần. Thứ được xem là bề mặt của lỗ đen là chân trời sự kiện, nó là ranh giới ảo trong không gian gần lỗ đen, nơi mà vật chất hoặc bất kỳ tín hiệu nào, kể cả ánh sáng, đã vượt qua điểm này đều sẽ không thể thoát ra khỏi tác động từ trường hấp dẫn cực kỳ mạnh của lỗ đen.
Và tâm của lỗ đen trong vũ trụ được các nhà vật lý gọi là điểm kỳ dị (singularity). Đây là một điểm vô cùng nhỏ, vô cùng dày đặc và có khối lượng siêu lớn. Ở điểm kỳ dị, không gian và thời gian bị biến dạng tới mức không thể hiểu được. Đây là nơi mà các luật vật lý trở nên vô hiệu và các nghiên cứu của con người không sao giải thích nổi về nó. Vì không gian và thời gian bị biến dạng một cách kỳ lạ, do đó các lý thuyết vật lý hiện đại không thể diễn tả được sự kiện hay điều kiện tại điểm kỳ dị - tâm của lỗ đen. Điều này đã tạo ra nhiều thách thức cho các nhà vật lý, các nhà thiên văn học về việc hiểu và giải quyết sự mâu thuẫn giữa lý thuyết vật lý hiện đại với những hiện tượng vô cùng kỳ diệu đang nằm sâu bên trong của lỗ đen.
3. Có mấy loại lỗ đen?
Theo Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian (STScI), cứ một nghìn ngôi sao thì sẽ có một ngôi sao đủ lớn để trở thành lỗ đen. Vì Dải Ngân hà chứa hơn 100 tỷ ngôi sao, nên thiên hà chứa Trái Đất mà chúng ta đang sinh sống phải có tới khoảng 100 triệu lỗ đen.
Cho đến nay, các nhà thiên văn học đã xác định và phân chia lỗ đen thành ba loại: lỗ đen sao, lỗ đen trung bình và lỗ đen siêu lớn.
3.1. Lỗ đen sao
Lỗ đen sao hay còn được biết đến với tên gọi siêu tân tinh, là kết quả cuối cùng xuất hiện lúc một ngôi sao chết đi. Khi ngôi sao tiêu tán hết nhiên liệu của mình, lực hấp dẫn không còn kiểm soát được sức ép trong lõi sao, điều này dẫn đến việc khối lượng vật chất nén ở trung tâm sao trở nên cực kỳ lớn và mật độ năng lượng vô cùng cao.
Khi lực hấp dẫn tăng lên đến mức độ cực đại, vật chất bên trong ngôi sao sẽ bị nén đến một điểm vô cùng nhỏ, vô cùng nặng gọi là điểm kỳ dị, và tạo ra một lỗ đen sao. Điểm đặc biệt của lỗ đen sao là nó có trường hấp dẫn cực kỳ mạnh. Với khối lượng gấp ba lần Mặt Trời và đường kính lớn hơn từ vài đến hàng nghìn kilômét, trường hấp dẫn tạo ra bởi lỗ đen sao là siêu lớn. Nó kéo và hút các vật thể xung quanh, bao gồm cả bụi hay khí từ thiên hà vào bên trong, khiến cho lỗ đen sao ngày càng lớn thêm.
3.2. Lỗ đen trung bình
Lỗ đen trung bình, hay còn gọi là Intermediate-mass black hole (IMBH), là một loại lỗ đen có khối lượng nằm giữa hai loại lỗ đen khác: lỗ đen sao và lỗ đen siêu lớn. Khối lượng của lỗ đen trung bình được ước tính từ vài chục đến vài trăm nghìn lần khối lượng của Mặt Trời, làm cho chúng trở thành các thực thể thiên văn có khối lượng lớn nhưng không đến mức khổng lồ như lỗ đen siêu lớn.
Các nghiên cứu từ năm 2018 đã chỉ ra rằng, lỗ đen trung bình có thể tồn tại ở trung tâm của các thiên hà lùn hoặc các thiên hà rất nhỏ. Những quan sát gần đây của khoảng 10 thiên hà như vậy đã phát hiện ra hoạt động của tia X, một dấu hiệu thường gặp ở các lỗ đen, cho thấy sự hiện diện của các lỗ đen có khối lượng từ khoảng 36.000 đến 316.000 lần khối lượng của Mặt Trời. Những lỗ đen trung bình này thường phát ra loại ánh sáng có thể quan sát được, nguyên do thường là từ việc chúng hút các mảnh vỡ của ngôi sao hoặc vật chất xung quanh chúng.
3.3. Lỗ đen siêu lớn
Lỗ đen siêu lớn là một loại lỗ đen có khối lượng cực kỳ lớn, vượt xa so với cả lỗ đen trung bình và lỗ đen sao. Chúng có khối lượng từ hàng triệu, thậm chí hàng tỷ lần khối lượng của Mặt Trời, nhưng lại có cùng đường kính. Lỗ đen siêu lớn được cho là nằm ở trung tâm của hầu hết các thiên hà, bao gồm cả Dải Ngân hà, và chúng chịu trách nhiệm quan trọng trong việc duy trì và điều chỉnh cấu trúc của các thiên hà lớn.
Cho đến nay, các nhà khoa học không thể chắc chắn việc lỗ đen siêu lớn được hình thành như thế nào. Có nhiều giả thuyết được đưa ra, bao gồm việc lỗ đen siêu lớn có thể là kết quả của hàng trăm hoặc hàng nghìn lỗ đen nhỏ hợp nhất với nhau, hay do những ngôi sao hoặc các đám mây khí tạo ra lỗ đen siêu lớn khi chúng sụp đổ, tích tụ khối lượng nhanh chóng trong không gian.
Một giả thuyết khác nữa là lỗ đen siêu lớn có thể phát sinh từ những cụm vật chất tối lớn. Chúng không phát ra ánh sáng và cũng không thể nào quan sát trực tiếp được. Mặc dù thế, nhưng các nhà khoa học có thể nhìn thấy tác động hấp dẫn của những cụm vật chất tối lớn lên các vật thể khác trong không gian.
4. Những lỗ đen trong vũ trụ đặc biệt nhất
4.1. Lỗ đen nhỏ nhất
Lỗ đen nhỏ nhất được phát hiện cho đến nay có tên gọi là IGR J17091-3624, và khối lượng của nó nhỏ hơn ba lần so với khối lượng của Mặt Trời. Mặc dù có kích thước nhỏ, nhưng sức mạnh của lỗ đen này lại vô cùng khổng lồ.
Với khả năng tạo ra sức gió lên đến 32 triệu km/h, lỗ đen IGR J17091-3624 cho thấy sức mạnh dữ dội của nó, và nguồn sức mạnh này có thể tạo ra các hiện tượng năng lượng to lớn, tác động đến môi trường xung quanh nó.
4.2. Lỗ đen lớn nhất
Năm 2011, các nhà khoa học đã phát hiện ra hai trong số những lỗ đen lớn nhất mà con người có thể biết đến. Một trong số đó là lỗ đen nằm ở NGC 3842 - thiên hà sáng nhất trong cụm thiên hà Leo, với khoảng cách khoảng 320 triệu năm ánh sáng từ tính Trái Đất. Lỗ đen còn lại được tìm thấy trong NGC 4889, cụm thiên hà Coma, cách chúng ta khoảng 335 triệu năm ánh sáng.
Kích thước của hai lỗ đen này là không thể tin được. Tầng ngoài cùng của chúng rộng gấp khoảng năm lần khoảng cách từ Mặt Trời đến sao Diêm Vương và nặng gấp 2.500 lần so với lỗ đen trung tâm của Dải Ngân hà. Sức mạnh và lực tác động của hai lỗ đen siêu lớn này đã làm thay đổi môi trường xung quanh, ảnh hưởng đến quỹ đạo và cả sự phát triển của hệ tlỗng thiên hà rộng lớn.
4.3. Lỗ đen lâu đời nhất
ULAS J1342+0928 là một trong những lỗ đen lâu đời nhất được phát hiện trong vũ trụ tính tới thời điểm hiện nay. Lỗ đen “sống thọ” này được xác định là đã xuất hiện vào khoảng 690 triệu năm sau sự kiện Big Bang, nó có tuổi thọ lên tới 13,7 tỉ năm, là khoảng thời gian rất sớm sau sự hình thành và xuất hiện của vũ trụ.
Lỗ đen này nặng gấp khoảng 1 tỉ lần khối lượng của Mặt Trời, sự hiện diện của nó đã làm nổi bật quá trình hình thành, phát triển của các lỗ đen từ những thời kỳ sơ khai của vũ trụ.
4.4. Lỗ đen “bắn đạn”
Một sự kiện đáng chú ý trong các công trình nghiên cứu về lỗ đen là việc quan sát được trường hợp lỗ đen không chỉ hút mà còn bắn vật chất ra ngoài. Một trong những ví dụ điển hình về hiện tượng này đã được ghi nhận ở lỗ đen H1743-322.
Lỗ đen H1743-322 có khối lượng gấp khoảng 5-10 lần Mặt Trời và nằm cách Trái Đất khoảng 28.000 năm ánh sáng. Đây là một lỗ đen tương đối lớn, và con người đã quan sát được hiện tượng lỗ đen này phóng ra bên ngoài một lượng khí giống như viên đạn khổng lồ, di chuyển với tốc độ gần 1/4 tốc độ ánh sáng. Hiện tượng này tạo ra các dải khí mạnh mẽ và có tác động lớn đến không gian vũ trụ xung quanh.
4.5. Lỗ đen quay nhanh nhất
Một trong những lỗ đen nổi tiếng ở chòm sao Aquila là GRS 1915+105, có khoảng cách đến Trái Đất là 35.000 năm ánh sáng. Lỗ đen này được phát hiện có tốc độ quay siêu nhanh, với tần số hơn 950 lần mỗi giây, tạo ra một tốc độ vòng quay cực kỳ chóng mặt.
Phần rìa của lỗ đen GRS 1915+105 được ước tính có tốc độ vượt qua 536 triệu km/h, tương đương với khoảng một nửa tốc độ ánh sáng.
4.6. Lỗ đen nổi trôi
Sau các pha va chạm giữa những thiên hà, lỗ đen có thể bị văng ra và nổi trôi vô định trong không gian. SDSSJ0927+2943 là một ví dụ tiêu biểu cho lỗ đen nổi trôi như thế, nó được quan sát di chuyển trong không gian với một tốc độ đáng kinh ngạc, lên đến 9,4 triệu km/h.
Trong Dải Ngân hà mà chúng ta đang sinh sống, hiện nay có hàng trăm lỗ đen khác cũng bị văng ra và đang nổi trôi, lang thang khắp nơi trong không gian.
4.7. Lỗ đen tạo nguồn sáng lớn nhất
Những lỗ đen siêu lớn sẽ cung cấp nguồn năng lượng cho các thiên thể, khiến chúng có khả năng phát sáng y hệt một ngôi sao. Những thiên thể này có tên gọi là chuẩn tinh.
Chuẩn tinh J043947.08+163415.7 là chuẩn tinh sáng nhất được phát hiện cho đến hiện nay, nó nhận năng lượng từ một lỗ đen nằm cách Trái đất khoảng 12,8 tỉ năm ánh sáng.
4.8. Lỗ đen “ăn” lỗ đen
Hiện tượng lỗ đen ăn lỗ đen là một trong những hiện tượng thiên văn thú vị được các nhà khoa học đã ghi nhận gần đây. Khi một lỗ đen có khối lượng lớn đã trở nên mạnh mẽ, chúng có thể nuốt chửng một lỗ đen khác, tạo ra một hiện tượng kỳ thú trong nghiên cứu về vũ trụ.
Tại Đài quan sát tia X Chandra của NASA, các nhà khoa học đã phát hiện hai lỗ đen tại trung tâm của thiên hà NGC3393. Trong đó, một lỗ đen có khối lượng lên đến khoảng 30 triệu lần khối lượng của Mặt Trời đang ăn một lỗ đen khác có khối lượng ít hơn, gấp khoảng 1 triệu lần khối lượng Mặt Trời.
5. Tạm kết
Trên đây là tất tần tật những thông tin thú vị, đặc biệt nhất về lỗ đen trong vũ trụ, hi vọng qua bài viết này bạn sẽ có thêm nhiều kiến thức hữu ích hơn nhé.
Và đừng quên FPT Shop đang cung cấp những sản phẩm công nghệ từ điện thoại, laptop đến đồ gia dụng với mức giá rất ưu đãi và đa dạng về mẫu mã. Nếu bạn đang cần tìm mua những sản phẩm này, hãy thử ghé thăm website của FPT Shop để xem xét và chọn cho mình những mặt hàng chất lượng nhất. Bài viết xin đề cử cho bạn những mẫu laptop bán chạy nhất hiện nay của FPT Shop, hãy tham khảo qua nhé!
>> Xem thêm:
