 |
Theo thuyết tương đối rộng của Einstein, khi đảo ngược trình tự hình thành một hố đen, chúng ta sẽ có một hố trắng vũ trụ. Ảnh: Future |
Để hiểu bản chất của hố trắng, trước tiên chúng ta phải xem xét các hố đen, khái niệm vốn quen thuộc hơn nhiều. Các hố đen là những nơi mà lực hấp dẫn lấn át tất cả các lực khác trong vũ trụ và nén một khối vật chất xuống một điểm cực nhỏ được gọi là điểm kỳ dị.
Bao quanh điểm kỳ dị đó là một chân trời sự kiện, không phải là một ranh giới vật lý vững chắc, mà chỉ đơn giản là đường viền xung quanh một điểm kỳ dị nơi lực hấp dẫn mạnh đến mức không có gì, kể cả ánh sáng, có thể thoát ra được, theo space.com.
Chúng ta đã biết vũ trụ hình thành hố đen như thế nào. Khi một ngôi sao nặng chết đi, trọng lượng khổng lồ của nó đè lên lõi của chính nó, gây ra sự hình thành hố đen.
Bất kỳ vật chất hoặc bức xạ nào “lang thang” quá gần lỗ đen đều bị giữ lại bởi lực hấp dẫn mạnh và bị kéo xuống bên dưới chân trời sự kiện, dẫn đến sự diệt vong.
Quá trình hình thành hố đen và cách các hố đen tương tác với môi trường của chúng đã được mô tả thông qua thuyết tương đối rộng của Einstein. Để đi đến khái niệm hố trắng, chúng ta phải nhận ra rằng thuyết tương đối rộng không quan tâm đến dòng thời gian.
Vì vậy, nếu chúng ta quay một bộ phim về sự hình thành của một hố đen và chạy ngược lại, chúng ta sẽ thấy một vật thể truyền bức xạ và các hạt được đẩy ra. Cuối cùng, nó sẽ nổ tung, để lại một ngôi sao khổng lồ. Đây là một hố trắng, và theo thuyết tương đối rộng, kịch bản này hoàn toàn ổn. Ngược lại với hố đen, hố trắng theo lý thuyết sẽ là một ngôi sao nặng với chân trời sự kiện.
 |
| Một hố đen vũ trụ sẽ có phần lõi cùng với chân trời sự kiện bao quanh ở ngoài. Ảnh: Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện |
Tuy nhiên, bất kỳ vật chất nào đến gần hố trắng sẽ ngay lập tức bị đẩy ra với tốc độ lớn hơn tốc độ ánh sáng, khiến nó tỏa ra ánh sáng trắng dữ dội. Bất cứ thứ gì ở bên ngoài hố trắng sẽ không bao giờ có thể lọt vào bên trong nó, bởi vì nó sẽ phải di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng để đi vào bên trong, thông qua chân trời sự kiện.
Hố trắng liệu có tồn tại trong vũ trụ thực?
Thuyết tương đối của Einstein không phải là lý thuyết duy nhất đúng trong vũ trụ. Trong nhiệt động lực học, có khái niệm entropy, thước đo độ hỗn loạn trong một hệ thống. Định luật thứ hai của nhiệt động lực học cho chúng ta biết rằng entropy của các hệ kín chỉ có thể tăng lên. Nói cách khác, trong vũ trụ, rối loạn luôn gia tăng.
Ví dụ, chúng ta có thể ném một cây đàn piano vào máy nghiền gỗ và tạo ra loạt các mảnh vụn. Trong trường hợp này, sự mất trật tự trong hệ thống đã tăng lên và định luật thứ hai của nhiệt động lực học đã được thỏa mãn. Nhưng, nếu chúng ta ném một loạt các mảnh ghép ngẫu nhiên vào cùng một chiếc máy băm gỗ đó, chắc chắn nó sẽ không tạo ra được một cây đàn piano hoàn chỉnh, bởi vì điều đó sẽ làm giảm sự hỗn loạn.
Chúng ta không thể chạy ngược lại quá trình hình thành lỗ đen và thu được một lỗ trắng, bởi vì điều đó sẽ làm giảm entropy, các ngôi sao không xuất hiện một cách thần kỳ từ những vụ nổ vũ trụ khổng lồ. Vì vậy, trong khi thuyết tương đối rộng chỉ ra lý thuyết tồn tại của hố trắng, thì nhiệt động lực học tại chỉ ra lý do tại sao nó không thể tồn tại.
