Hố đen từ lâu đã là một chủ đề tốn nhiều giấy mực của các nhà thiên văn học. Mặc dù nó đã xuất hiện trên lý thuyết được một thời gian, mãi đến tháng 4/2019 chúng ta mới có tấm hình rõ ràng đầu tiên về nó.
Bức hình về hố đen đầu tiên được công bố vào tháng 4/2019. Ảnh: Wired.
Theo các nhà khoa học, hố đen đóng vai trò quan trọng đối với quá trình phát triển của vũ trụ trong giai đoạn từ vụ nổ Big Bang cho đến ngày nay. Thậm chí, chúng còn tác động đến việc hình thành sự sống trong thiên hà của chúng ta.
Tuy nhiên, vì khả năng nuốt chửng mọi thứ gần nó mà đến hiện nay, nhân loại vẫn chưa thể tiếp cận và nghiên cứu chuyên sâu về thiên thể bí ẩn này.
Các loại hố đen
Trong vũ trụ có hàng trăm loại hố đen khác nhau. Chúng khác nhau từ kích thước, một số mang điện và một vài hố đen khác lại xoay. Do đó, các nhà khoa học đã nhóm chúng thành 2 loại hố đen chính để tiện cho việc nghiên cứu.
Loại hố đen thứ nhất có đặc điểm là không xoay, trung hòa về điện và có khối lượng ngang với Mặt Trời. Loại thứ hai được gọi là siêu hố đen với khối lượng gấp hàng triệu cho đến hàng tỷ lần so với Mặt Trời.
Một siêu hố đen tồn tại ở tâm thiên hà. Ảnh: NASA.
Bên cạnh sự khác nhau về kích thước, một điểm khác biệt đặc trưng nữa giữa 2 loại hố đen là khoảng cách từ tâm của chúng đến một nơi gọi là “chân trời sự kiện” (event horizon).
“Chân trời sự kiện” được coi như ranh giới mà tại đây lực hút của hố đen mạnh hơn bất kỳ lực cơ học nào. Tất cả vật chất, bao gồm ánh sáng, nằm dưới hố đen đều không thể thoát khỏi và hoàn toàn biến mất khỏi vũ trụ.
Khoảng cách từ tâm đến chân trời sự kiện của một hố đen phụ thuộc vào khối lượng của chính nó. Đây là yếu tố quyết định liệu con người có sống sót hay không nếu di chuyển vào một hố đen.
Đối với hố đen có khối lượng ngang Mặt Trời, chân trời sự kiện của nó có bán kính chỉ 3,2 km. Siêu hố đen ở tâm Dải Ngân hà có bán kính của chân trời sự kiện lên đến 12 triệu km.
Vì vậy, khi một ai vượt qua chân trời sự kiện của hố đen nhỏ thì sẽ ở gần tâm của nó hơn so với một siêu hố đen. Do chân trời sự kiện quá gần tâm, lực hút của một hố đen nhỏ tác dụng lên ngón chân sẽ gấp hàng tỷ lần so với đầu của phi hành gia nếu người đó đang rơi theo phương hướng tâm vào nó. Lúc này, cơ thể của phi hành gia đó sẽ trải qua quá trình “mì ống hóa” và bị xé toạc ra.
Tuy nhiên, trong trường hợp người đó đang tiếp cận một siêu hố đen, vì bán kính của chân trời sự kiện lớn, tỉ lệ lực hút mà hố đen tác dụng lên ngón chân và đầu phi hành gia sẽ gần như bằng không. Vì thế, phi hành gia đó có thể vượt qua chân trời sự kiện của siêu hố đen mà vẫn nguyên vẹn.
Những yếu tố khác
Tuy nhiên, hầu hết hố đen trong vũ trụ được bao quanh bởi một đĩa kim loại nóng chứa khí, bụi của những ngôi sao và hành tinh mà nó nuốt được.
Những đĩa này được gọi là đĩa bồi tụ. Chúng rất nóng và hỗn loạn. Con người không thể tồn tại bên trong chúng và điều này khiến việc tiếp cận hố đen cực kỳ nguy hiểm.
Vì vậy, hố đen mà chúng ta quyết định tiếp cận, bên cạnh điều kiện là một siêu hố đen, thì nó còn phải tách biệt với mọi vật thể xung quanh để đĩa bồi tụ như miêu tả bên trên không được hình thành.
Giả sử tất cả điều kiện trên được thỏa mãn, các phi hành gia bắt đầu chuyến du hành vào một siêu hố đen thì một vấn đề khác lại nảy sinh. Toàn bộ thông tin nghiên cứu và quan sát được của phi hành gia sẽ mãi nằm bên dưới chân trời sự kiện.
Như đã đề cập, không có vật chất gì có thể thoát ra hố đen nếu chúng nằm bên dưới chân trời sự kiện. Điều này có nghĩa phi hành gia sẽ không thể gửi được thông tin về lại Trái Đất, mọi khám phá của họ sẽ trôi vào quên lãng sau khi họ chết đi bên trong lõi của một hố đen lạnh lẽo.
