Lỗ đen chính là một cỗ máy thời gian tự nhiên, cho phép du hành về cả quá khứ và tương lai. Nhưng chúng ta không thể sử dụng nó để quay trở lại thăm loài khủng long.
Hiện tại, không có bất cứ loại tàu vũ trụ nào có thể đưa chúng ta đến gần lỗ đen. Nhưng, ngay cả khi bỏ chi tiết nhỏ đó sang một bên, cố gắng du hành vào quá khứ qua lỗ đen thì đó sẽ là điều cuối cùng bạn từng làm.
Lỗ đen là gì?
Lỗ đen là một vật thể cực kỳ nặng, thường được hình thành khi một ngôi sao sắp chết tự sụp đổ.
Giống như các hành tinh và ngôi sao, lỗ đen có trường hấp dẫn xung quanh chúng. Trường hấp dẫn chính là nguồn năng lượng giúp cho chúng ta đứng vững trên Trái đất và giữ cho Trái đất quay quanh Mặt trời.
Theo quy luật tự nhiên, một vật thể càng nặng thì trường hấp dẫn của nó càng mạnh.
Trường hấp dẫn của Trái đất khiến việc rời khỏi nó để tiến vũ trụ trở nên vô cùng khó khăn. Đó là lý do tại sao chúng ta chế tạo tên lửa: chúng ta phải di chuyển với tốc độ cực cao để có thể thoát ra khỏi lực hấp dẫn của Trái đất.
Trường hấp dẫn của lỗ đen mạnh đến mức ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát khỏi nó. Đây là điều thật ấn tượng, bởi vì ánh sáng là thứ di chuyển với vận tốc nhanh nhất mà khoa học hiện nay biết đến!
Có một điều kỳ diệu, đó là tại sao lỗ đen lại có màu đen: bởi vì không có bất cứ thứ ánh sáng nào có thể phản chiếu ra ngoài từ lỗ đen, theo như cách mà một cái cây phản xạ với ánh sáng của một ngọn đuốc trong bóng tối.
Sự uốn cong và kéo giãn của không gian
Thuyết tương đối rộng của Albert Einstein cho chúng ta biết rằng, vật chất và năng lượng có tác động kỳ lạ đến vũ trụ. Vật chất và năng lượng uốn cong và kéo giãn không gian. Một vật thể càng nặng thì không gian càng bị kéo giãn và uốn cong xung quanh nó.
Một vật thể có khối lượng lớn tạo ra một loại thung lũng trong không gian. Khi các vật thể đến gần, chúng lập tức rơi ngay vào thung lũng đó.
-
- Hình minh họa cho thấy Trái đất làm cong một lưới nền không gian. Ảnh: Pixabay
Đó là lý do tại sao khi bạn đến đủ gần bất kỳ vật thể khối lượng lớn nào, kể cả lỗ đen, bạn sẽ rơi về phía nó. Đó cũng là lý do tại sao ánh sáng không thể thoát khỏi lỗ đen: các cạnh của thung lũng quá dốc nên ánh sáng không đủ nhanh để thoát ra ngoài.
Thung lũng được tạo ra bởi lỗ đen ngày càng dốc hơn khi bạn tiếp cận nó từ xa. Điểm mà tại đó nó dốc đến mức ánh sáng không thể thoát ra được gọi là chân trời sự kiện.
Chân trời sự kiện không chỉ thú vị đối với những người sắp trở thành nhà du hành thời gian: chúng còn thú vị đối với các nhà triết học, bởi vì chúng có ý nghĩa đối với cách chúng ta hiểu bản chất của thời gian.
Sự giãn nở của thời gian gần lỗ đen
Khi không gian bị kéo giãn thì thời gian cũng vậy. Đồng hồ ở gần vật có khối lượng lớn sẽ chạy chậm hơn đồng hồ ở gần vật có khối lượng nhỏ hơn nhiều.
Đồng hồ gần lỗ đen sẽ chạy rất chậm so với đồng hồ trên Trái đất. Một năm ở gần lỗ đen có thể có nghĩa là 80 năm trên Trái đất, như chúng ta có thể đã thấy trong bộ phim Interstellar.
Bằng cách này, lỗ đen có thể được sử dụng để du hành tới tương lai. Nếu bạn muốn đi vào tương lai của Trái đất, chỉ cần bay gần một lỗ đen và sau đó quay trở lại Trái đất.
Nếu bạn đến đủ gần tâm lỗ đen, đồng hồ của bạn sẽ chạy chậm hơn, nhưng bạn vẫn có thể thoát ra miễn là bạn không vượt qua chân trời sự kiện.
-
- Mô tả hình ảnh Chân trời sự kiện của lỗ đen. (Ảnh: MasterTux/Pixabay)
Hiện tượng vòng lặp của thời gian trong lỗ đen
Còn quá khứ thì sao? Đây là nơi mọi thứ trở nên thực sự thú vị. Một lỗ đen bẻ cong thời gian đến mức nó có thể tự quấn lại.
Hãy tưởng tượng lấy một tờ giấy và cuốn hai đầu lại để tạo thành một vòng lặp. Đó là những gì một lỗ đen dường như làm với thời gian.
Điều này tạo ra một cỗ máy thời gian tự nhiên. Nếu bằng cách nào đó bạn có thể đi vào vòng lặp, mà các nhà vật lý gọi là đường cong dạng thời gian khép kín, bạn sẽ thấy mình đang đi trên một quỹ đạo xuyên không gian, bắt đầu trong tương lai và kết thúc trong quá khứ.
Bên trong vòng lặp, bạn cũng sẽ thấy rằng nguyên nhân và kết quả hầu như không thể tách rời. Những điều trong quá khứ sẽ gây ra những điều xảy đến trong tương lai, điều này lại gây ra những điều xảy ra trong quá khứ ở vòng lặp tiếp theo!
Du hành thời gian qua lỗ đen với công nghệ hiện nay là không thể
Vì vậy, khi bạn tìm thấy một lỗ đen, bạn muốn sử dụng một con tàu vũ trụ đáng tin cậy của mình để quay lại thăm loài khủng long. Không thể làm thế.
Có ba vấn đề. Đầu tiên, bạn chỉ có thể du hành vào quá khứ của lỗ đen. Điều đó có nghĩa là nếu lỗ đen được tạo ra sau khi khủng long tuyệt chủng, thì bạn sẽ không thể quay ngược lại đủ thời gian để thăm chúng.
Thứ hai, bạn có thể phải vượt qua chân trời sự kiện để vào vòng lặp. Điều này có nghĩa là để thoát khỏi vòng lặp tại một thời điểm cụ thể trong quá khứ, bạn cần phải thoát khỏi chân trời sự kiện. Điều đó có nghĩa là bạn phải di chuyển nhanh hơn ánh sáng, đây là điều mà chắc chắn là không thể làm được với công nghệ hiện nay.
Thứ ba, và có lẽ là tồi tệ nhất, bạn và con tàu của bạn sẽ trải qua quá trình "mì ống". Thức là bạn và con tàu của bạn sẽ bị kéo dài ra.
Khi bạn vượt qua chân trời sự kiện, có thể bạn sẽ bị kéo căng ra, giống như một sợi mì. Trên thực tế, bạn có thể bị kéo giãn mỏng đến mức chỉ là một chuỗi nguyên tử xoắn ốc vào khoảng không.
Vì vậy, mặc dù thật thú vị khi nghĩ về các đặc tính uốn cong thời gian của các lỗ đen và hình thành cỗ máy thời gian tự nhiên, nhưng trong tương lai gần, chuyến thăm loài khủng long sẽ phải chỉ là ở trong thế giới tưởng tượng.
Theo The Conversation
Ánh Dương biên dịch
