Lỗ đen là gì?

  1. Khoa học

Lỗ đen là gì bạn hiểu thế nào về lỗ đên ?
Từ khóa: 

khoa học

Lỗ đen là một vùng trong không gian có lực hấp dẫn mạnh đến mức không có vật chất hoặc bức xạ nào có thể thoát ra khỏi nó.
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/behemothblackhole-1663645645.jpg
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/giphy-1663646098.gif
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/primordial-black-hole-feature-image-1663645913.jpg
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/giphy-1663646118.gif
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/supermassive-black-hole-wallpaper-10-1663645960.jpg
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/supermassive-black-hole-wallpaper-1-1663645994.jpg
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/giphy-1663646156.gif
Trả lời
Lỗ đen là một vùng trong không gian có lực hấp dẫn mạnh đến mức không có vật chất hoặc bức xạ nào có thể thoát ra khỏi nó.
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/behemothblackhole-1663645645.jpg
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/giphy-1663646098.gif
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/primordial-black-hole-feature-image-1663645913.jpg
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/giphy-1663646118.gif
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/supermassive-black-hole-wallpaper-10-1663645960.jpg
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/supermassive-black-hole-wallpaper-1-1663645994.jpg
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/giphy-1663646156.gif
Qua bức ảnh có thể thấy có một vòng tròn sáng tạo bởi ánh sáng bị bẻ cong trong môi trường trọng lực cực mạnh quanh lỗ đen. Bức ảnh này cung cấp bằng chứng xác đáng nhất cho tới hiện nay về sự tồn tại của lỗ đen siêu trọng lượng và mở ra một cánh cửa mới trong lĩnh vực nghiên cứu lỗ đen, chân trời sự kiện và trọng lực.
Lỗ đen này cách Trái Đất 55 triệu năm ánh sáng và nặng bằng 6,5 tỉ lần Mặt Trời.
Bức ảnh chụp lỗ đen đầu tiên trong lịch sử do dự án EHT thực hiện.
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/814848816276059211131029184290286887501824n-1663642152.jpg
Bức ảnh chụp lỗ đen đầu tiên trong lịch sử do dự án EHT thực hiện.
Theo hiểu biết của tôi, lỗ đen là một vùng không - thời gian có một trường hấp dẫn mạnh đến nỗi không có vật chất nói chung chiếm khối lượng và không gian nhất định hoặc các bức xạ và ánh sáng nào có thể thoát ra ngoài.
Thuyết tương đối rộng tiên đoán một lượng vật chất với khối lượng đủ lớn nằm trong phạm vi đủ nhỏ sẽ làm biến dạng không thời gian để trở thành lỗ đen. Xung quanh lỗ đen là một mặt xác định bởi phương trình toán học gọi là chân trời sự kiện, mà tại đó khi vật chất vượt qua nó sẽ không thể thoát ra ngoài lỗ đen được.
Lỗ đen gọi là "đen" bởi vì nó hấp thụ mọi bức xạ và vật chất hút qua chân trời sự kiện, giống như một vật đen tuyệt đối trong nhiệt động lực học; nó cũng không phải là một loại "lỗ" hay "hố" nào mà là vùng không thời gian không để cho một thứ gì thoát ra. Lý thuyết trường lượng tử trong không thời gian cong tiên đoán tại chân trời sự kiện lỗ đen có phát ra bức xạ giống như vật đen có nhiệt độ nhất định phát ra bức xạ nhiệt. Nhiệt độ này tỉ lệ nghịch với khối lượng của lỗ đen, khiến cho rất khó quan sát được bức xạ này đối với các lỗ đen có khối lượng sao hay trung bình.
Tất tần tật những gì tôi biết về lỗ đen
1. Lỗ đen là gì?
Lỗ đen hay hố đen thường được định nghĩa là “một nơi trong không gian mà lực hấp dẫn mạnh đến mức ánh sáng cũng không thể thoát ra ngoài. Lực hấp dẫn rất mạnh bởi vì vật chất của nó đã bị nén trong một không gian rất nhỏ.” – NASA.
2. Lỗ đen được cấu tạo như thế nào và chúng gồm những loại nào?
Cho đến nay, các nhà khoa học đã cố gắng xác định được ít nhất bốn loại khác nhau:
• Lỗ đen nhỏ: Các lý thuyết hiện tại cho rằng các lỗ đen nhỏ, hoặc thu nhỏ (một số nhỏ bằng một nguyên tử) có thể được hình thành trong những khoảnh khắc đầu tiên của vũ trụ. Cho đến nay, những lỗ đen nhỏ bé này hoàn toàn là lý thuyết, và được cho là những xoáy bóng tối cực nhỏ bao phủ khắp vũ trụ. Những lỗ đen nhỏ bé này được cho là có khối lượng bằng hàng trăm lần khối lượng Mặt trời.
• Lỗ đen trung gian: Giống như các lỗ đen thu nhỏ, các lỗ đen trung gian chỉ thực sự được biết đến về mặt lý thuyết. Những loại lỗ đen này có khối lượng hàng trăm nghìn lần khối lượng Mặt trời. Một số nhà khoa học tin rằng lỗ đen trung gian hình thành từ sự hợp nhất của các lỗ đen thu nhỏ. Những người khác tin rằng, nếu chúng thực sự tồn tại, chúng sẽ hình thành từ sự sụp đổ của các ngôi sao có khối lượng bằng hàng trăm nghìn Mặt trời của chúng ta.
• Lỗ đen sao: Một lỗ đen sao (hay lỗ đen khối lượng sao) là một lỗ đen hình thành từ sự sụp đổ của một ngôi sao có khối lượng lớn. Chúng có khối lượng gấp 5 đến vài chục lần khối lượng mặt trời.
• Các lỗ đen siêu lớn: Có khối lượng cực lớn, thậm chí gấp 1 tỷ khối lượng Mặt trời hoặc lớn hơn. Được cho là hình thành cùng lúc với thiên hà mà chúng sinh sống và được tiên đoán bởi Thuyết tương đối rộng của Einstein. Dải Ngân hà của chúng ta có một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm và nó có khối lượng lớn hơn mặt trời của chúng ta bốn triệu lần.
3. Cái gì ở trung tâm của một lỗ đen?
Điểm kỳ dị lỗ đen hay điểm kỳ dị hấp dẫn là ở trung tâm của lỗ đen. Nó là điểm một chiều chứa khối lượng khổng lồ trong một không gian nhỏ vô hạn.
Ở đây lực hấp dẫn và mật độ trở nên vô hạn, không-thời gian cong vô hạn và các định luật vật lý đã biết được cho là không còn áp dụng nữa. Kip Thorne – nhà vật lý lỗi lạc người Mỹ đã mô tả: “điểm mà mọi định luật vật lý bị phá vỡ”.
4. Hố đen trông như thế nào?
Vì ánh sáng không thể thoát ra khỏi chân trời sự kiện của lỗ đen nên chúng ta thực ra không thể ‘'nhìn thấy''. Tuy nhiên, chúng ta có thể suy ra sự tồn tại của chúng từ tác động của chúng lên các thiên thể khác trong không gian (như Mặt trời và các đám mây khí) – thứ chúng ta có thể nhìn thấy. Ta có thể phát hiện ra ranh giới của chân trời sự kiện xung quanh lỗ đen – hay nói đúng hơn là phát hiện bức xạ Hawking phát ra từ nó. Bức xạ Hawking bao gồm các photon, neutxrino và ở mức độ thấp hơn là tất cả các loại hạt có khối lượng.
https://cdn.noron.vn/2022/09/20/kinh-ngac-ho-den-lon-nhanh-nhat-vu-tru-nang-gap-34-ty-lan-mat-troi-1663640650.jpg
5. Điều gì sẽ xảy ra nếu hai lỗ đen va vào nhau?
Nếu hai hố đen (có khối lượng bằng nhau) va chạm thì kết quả sẽ là một lỗ đen mới có kích thước gấp đôi.
Một sự kiện như vậy sẽ giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ và có thể gây ra những gợn sóng trên phạm vi dài trong chính cấu trúc của không-thời gian, gọi là gợn sóng hấp dẫn

Các bạn khác đã đóng gấp rất nhiều liên quan đến hố đen là gì nên mình xin đóng góp thêm một phần sống động đó là Âm thanh của một hố đen.

Đây là âm thanh phát ra từ một hố đen nằm ở trung tâm cụm thiên hà Perseus. Những sóng âm này đã truyền qua 250 triệu năm ánh sáng và được các nhà khoa học phát hiện vào năm 2003, tuy nhiên đến năm 2022 họ mới có thể ghi lại đầy đủ âm thanh của hố đen và chuyển đổi thành tần số mà con người có thể nghe được.

Âm thanh gốc của hố đen rất trầm, nằm cách 57-58 quãng tám so với nốt đô giữa (C4). Để con người nghe thấy, NASA đã phải tăng tần số âm thanh thêm 4 tỷ lần, lên 57 - 58 quãng tám.

NASA gọi âm thanh của hố đen như một tiếng hú kỳ lạ, hoang dã, khủng khiếp của một loài động vật chưa từng được xác định.

Video này được NASA Exoplanets đăng tải với caption:

"Quan niệm sai lầm rằng không có âm thanh trong không gian bắt nguồn bởi vì hầu hết không gian là một chân không, không có đường cho sóng âm truyền đi. Một cụm thiên hà có nhiều khí đến mức chúng tôi đã thu được âm thanh thực tế. Ở đây nó được khuếch đại và trộn với dữ liệu khác, để chúng ta có thể nghe thấy một lỗ đen!"