Một vài nghịch lý liên quan đến hố đen là gì?

Lỗ đen là một vùng không thời gian biểu hiện gia tốc trọng trường mạnh đến mức không thứ gì có thể thoát ra khỏi (các hạt, hay thậm chí là những bức xạ điện từ như ánh sáng). Hố đen có 3 đặc tính có vẻ vô lý và rất mâu thuẫn: Đó là nghịch lý mật độ, nghịch lý thời gian và nghịch lý thoát.

✔ Về nghịch lý mật độ

Ở tâm của hố đen, như được mô tả bởi thuyết tương đối rộng, có thể tồn tại điểm kỳ dị không- thời gian, vùng mà độ cong của không thời gian là vô cùng. Với những hố đen không quay, vùng này sẽ có hình dạng của một điểm duy nhất; còn đối với các hố đen quay thì điểm kỳ dị bị biến thành vòng tròn kỳ dị nằm trong một mặt phẳng quay. Trong cả hai trường hợp, vùng kỳ dị có thể tích là 0. Điều này cho ta thấy rằng vùng kỳ dị chứa phần lớn dung tích của hố đen. Do đó, vùng kỳ dị không thời gian cũng được cho là có mật độ vô hạn.
Image result for nghịch lý mật độ hố đen

Image result for nghịch lý mật độ hố đen

Sự xuất hiện của các điểm kỳ dị không thời gian trong thuyết tương đối thường được coi là sự thất bại của thuyết này. Nhưng sự thất bại đó đã được lường trước; nó xảy ra trong tình huống các hiệu ứng lượng tử mô tả các động thái này; do đó mật độ vô cùng cao và tạo ra các tương tác hạt. Cho đến nay, người ta vẫn chưa thể kết hợp hiệu ứng lượng tử và ảnh hưởng lực hấp dẫn vào một thuyết duy nhất.

✔ Nghịch lý thời gian
Đặc điểm xác định của hố đen là sự xuất hiện của chân trời sự kiện- một ranh giới không thời gian mà thông qua đó, vật chất và ánh sáng chỉ có thể truyền vào bên trong khối lượng của hố đen. Không thứ gì, kể cả ánh sáng có thể thoát ra từ trong chân trời sự kiện.
Image result for Nghịch lý thời gian hố đen

Image result for Nghịch lý thời gian hố đen

Đối với người quan sát từ xa, đồng hồ gần hố đen sẽ có xu hướng chạy chậm hơn những cái đồng hồ ở xa hố đen. Do hiệu ứng này (sự giãn nở thời gian hấp dẫn), một vật thể rơi vào hố đen sẽ chậm lại khi tiến đến gần chân trời sự kiện, nó sẽ cần một khoảng thời gian vô tận để đạt được khối lượng trung tâm của mật độ vô hạn.

Mặt khác, những vật quan sát bền vững rơi vào hố đen sẽ không cảm nhận được những tác động này khi chúng đi qua chân trời sự kiện. Theo đồng hồ riêng của chúng, thứ có thiên hướng chạy chậm hơn bình thường, chúng đi qua chân trời sự kiện và chạm tới trung tâm sau một khoảng thời gian vô hạn mà không ghi nhận bất kỳ hành vi đơn lẻ nào.

✔ Nghịch lý thoát

Năm 1974, Hawking dự đoán rằng hố đen không hoàn toàn đen mà phát ra một lượng nhỏ bức xạ nhiệt. Tác động này được gọi là bức xạ Hawking. Bằng cách áp dụng lý thuyết trường lượng tử và nền hố đen tĩnh, ông xác định được một hố đen sẽ phát ra các hạt hiển thị quang phổ hoàn hảo của vật đen.
Image result for bức xạ hawking

Hố đen, do đó, sẽ từ từ bốc hơi các vật chất bên trong mình. Đến cuối kỳ hố đen- kỳ thứ 4 của vũ trụ- tất cả các hố đen sẽ bốc hơi. Chỉ còn lại những photon, electron, positron và neutrino năng lượng vô cùng ít ỏi. Hố đen vì thế không phải là trạng thái cuối cùng của vũ trụ.

✔ Giải quyết

3 nghịch lý này khi kết hợp lại với nhau sẽ đưa tới một đáp án mà không mâu thuẫn gì cả. Điểm hay vòng tròn kỳ dị không thời gian của hố đen có thể tích là 0 và mật độ vô cùng (nghịch lý mật độ) là giải pháp trạng thái ổn định của thuyết tương đối tổng quát. Để đạt được trạng thái ổn định thì cần một thời gian vô cùng do sự giãn nở thời gian (nghịch lý thời gian). Do thời đại của vũ trụ là vô hạn, không hố đen nào có thể đạt trạng thái ổn định này. Tất cả khối lượng rơi vào hố đen đều vẫn rơi vào tâm và ngày càng chậm dần do sự gia tăng của mật độ. Thêm nữa, bởi vì hố đen bốc hơi chậm (nghịch lý thoát) nên chúng sẽ biến mất trước khi đạt đến mật độ vô cùng.

xem thêm tại ca cuoc bong da:

Game bài đổi thưởng

Ads

Monday, March 23, 2020

Một vài nghịch lý liên quan đến hố đen là gì?

No comments:

Post a Comment

I Am The Author

Popular

Like Us