Bên trong lỗ đen có thể là một vũ trụ khác

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã thử tìm lời giải cho câu hỏi lỗ đen là gì. Liệu trong đó chứa lỗ giun hay một vũ trụ thu nhỏ?
Trong lỗ đen siêu dẫn, chân trời bên trong và cả các lỗ sâu đều bị phá vỡ. Ảnh: Livescience.
Trong lỗ đen siêu dẫn, chân trời bên trong và cả các lỗ sâu đều bị phá vỡ. Ảnh: Livescience.

Trên lý thuyết, có rất nhiều loại lỗ đen: loại có điện tích hoặc không, một số đứng yên hoặc quay, vài lỗ đen được bao quanh bởi vật chất, một số lại lơ lửng trong không gian trống rỗng. 

Vài loại lỗ đen đã được chứng minh có thật. Lỗ đen quay và bao quanh bởi vật chất rất phổ biến, thậm chí đã được chụp lại.

Tuy nhiên, một số loại lỗ đen chỉ mới tồn tại trên lý thuyết. Dù vậy, các nhà khoa học vẫn rất chú ý tìm hiểu các vật thể bí ẩn này. Bằng cách tìm hiểu các cơ sở toán học của lỗ đen, ta có thể nhận ra những mối quan hệ, tương quan với các lý thuyết vật lý nhằm áp dụng cho thực tế.

Chất siêu dẫn 3 chiều

Lỗ đen tích điện nằm trong không gian anti-de Sitter là loại lỗ đen rất thú vị, dù chỉ tồn tại trên lý thuyết. Không gian anti-de Sitter là không gian hyperbolic có độ cong âm, như một cái yên ngựa. 

Dù lỗ đen tích điện chưa được chứng minh là có thật, từ nghiên cứu các lỗ đen này, giới khoa học sẽ hiểu hơn về lỗ đen quay đã được chứng minh có trong thực tế. Cả hai loại có nhiều điểm tương đồng, bổ trợ nhau trong các tính toán.

Bên trong lỗ đen có thể là một vũ trụ khác ảnh 1

Mặt cầu của không gian anti-de Sitter có độ cong dương, mặt có hình yên ngựa là ví dụ của không gian có độ cong âm. Ảnh: Phys.

Các nhà vật lý phát hiện rằng khi các lỗ đen này nguội, chúng hình thành "đám mây" trường lượng tử xung quanh bề mặt. Đám mây này dính vào bề mặt, bị lực hấp dẫn của lỗ đen kéo vào trong rồi lại bị đẩy ra ngoài bởi lực đẩy electron của chính lỗ đen đó. Đám mây trường lượng tử hoạt động ổn định trên một bề mặt còn được gọi là chất siêu dẫn. 

Các chất siêu dẫn có ứng dụng trong đời thực. Vì vậy, việc nghiên cứu chất siêu dẫn hoạt động như thế nào trong những tình huống đặc biệt như thế giúp chúng ta hiểu được cấu trúc toán học của chúng, từ đó áp dụng vào thực tế.

Các lỗ đen tích điện nằm trong không gian bình thường của vũ trụ thường có vài vùng kỳ dị bên trong. Nằm phía trong chân trời sự kiện (ranh giới xung quanh lỗ đen, hút mọi vật chất vào trong) là vùng chứa năng lượng lượng tử đậm đặc được gọi là chân trời bên trong. Phía trong nữa là hố sâu nối với lỗ trắng, theo lý thuyết.

Trong thực tế, các nhà khoa học vẫn chưa thể khẳng định lỗ sâu có tồn tại, bởi các định luật toán học không giải đáp được sự tồn tại của các vật sau chân trời sự kiện. Tuy nhiên, các lỗ đen tích điện bao quanh bởi không gian anti-de Sitter, hay còn gọi là lỗ đen siêu dẫn, không gặp phải vấn đề này.

Bên trong lỗ đen có thể là một vũ trụ khác ảnh 2

Cần có thêm những lý thuyết mới về lực hấp dẫn để giải thích những gì xảy ra bên trong điểm kỳ dị. Ảnh: Livescience.

Trong lỗ đen siêu dẫn, chân trời bên trong và cả các lỗ sâu đều bị phá vỡ. Thay vào đó, không gian bên trong các lỗ đen này dao động theo hiệu ứng Josephson như các hạt trong chất siêu dẫn bình thường.

Hiệu ứng Josephson là hiện tượng của dòng siêu dòng, tức dòng điện chạy vô thời hạn mà không có bất kỳ điện áp nào được áp dụng trên thiết bị có tên ngã ba Josephson, gồm hai chất siêu dẫn được ghép bởi một liên kết yếu.

Vũ trụ fractal

Sau khoảng không - thời gian rung động là vùng sâu nhất của lỗ đen siêu dẫn. Các nhà nghiên cứu phát hiện những vùng trong cùng này có thể tạo ra vũ trụ đang giãn nở một cách kỳ lạ, với không gian kéo dài, biến đổi theo tỷ lệ và hướng khác nhau.

Hơn nữa, tùy thuộc vào nhiệt độ của lỗ đen, một số vùng không gian này có thể kích hoạt vòng rung động mới. Sau đó, nó lại tạo ra vùng không gian mở rộng hơn, kích hoạt vòng rung động khác, cứ lặp đi lặp lại như vậy cho đến khi tạo ra vòng rung động quy mô nhỏ hơn.

Điều này tạo ra vũ trụ có hình fractal phân dạng và lặp lại không ngừng, từ quy mô lớn đến quy mô nhỏ. Tại trung tâm của hố đen hỗn độn và lạ thường này là điểm kỳ dị, điểm có mật độ vô hạn, ngôi nhà của mọi vật chất từng rơi vào lỗ đen.

Fractal là dạng hình học thường gấp khúc trên mọi tỷ lệ phóng đại, có thể tách ra thành từng phần với mỗi phần giống như hình tổng thể song ở tỷ lệ thu nhỏ hơn. Đây là dạng do nhà toán học Mandebrot sáng tạo.

Tuy nhiên, với các công thức toán học và định luật vật lý hạn chế, giới khoa học vẫn chưa giải thích được điều gì đang diễn ra tại điểm kỳ dị. Do đó, cần có thêm thời gian để những lý thuyết mới bổ túc cho lực hấp dẫn được trọn vẹn, điều có thể không bao giờ là đủ.

Theo Zing
Sắc đỏ rực rỡ của “Tiếng vọng dân gian” nổi bật giữa không gian di tích.
Nét đẹp người phụ nữ trong truyện cổ tích sống lại qua hội họa hiện đại
(Ngày Nay) - Nhằm mang đến một góc nhìn đầy mới mẻ về hình tượng phái đẹp trong thế giới của các tác phẩm truyện cổ tích dân gian Việt Nam, triển lãm “Tiếng vọng dân gian - Kho tàng truyện cổ tích Việt Nam” chính thức diễn ra từ ngày 20/10 đến 8/11 tại không gian Nhà Thái học, di tích Văn Miếu - Quốc Tử Giám (Hà Nội).
Bảo đảm tuyệt đối an ninh, an toàn hàng không trong mọi hoàn cảnh
Bảo đảm tuyệt đối an ninh, an toàn hàng không trong mọi hoàn cảnh
(Ngày Nay) - Văn phòng Chính phủ có văn bản số 545/TB-VPCP ngày 22/10/2026 thông báo kết luận của Phó Thủ tướng Thường trực Phạm Gia Túc, Chủ tịch Ủy ban quốc gia về an ninh hàng không và tạo thuận lợi hàng không tại Phiên họp thứ nhất của Ủy ban quốc gia này.
Mỹ bãi bỏ mức thuế 50% đối với một số sản phẩm nhập khẩu từ Canada
Mỹ bãi bỏ mức thuế 50% đối với một số sản phẩm nhập khẩu từ Canada
(Ngày Nay) - Tổng thống Mỹ Donald Trump ngày 23/10 đã ký sắc lệnh bãi bỏ mức thuế nhập khẩu 50% đối với một số sản phẩm nông nghiệp và lâm nghiệp từ Canada, nhằm giảm bớt áp lực chi phí đối với các doanh nghiệp Mỹ phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu và hàng hóa từ quốc gia láng giềng, đặc biệt là tại các bang giáp biên giới phía Bắc như Maine và Michigan.
Các chuyên gia cho rằng, trong bối cảnh mới, doanh nghiệp cần tái cấu trúc để nâng cao năng lực cạnh tranh.
Tái cấu trúc doanh nghiệp để nâng cao năng lực cạnh tranh
(Ngày Nay) -  Trong bối cảnh kinh tế thế giới biến động, doanh nghiệp Việt Nam cần chủ động tái cấu trúc chiến lược, tài chính, công nghệ và nhân lực nhằm nâng cao khả năng thích ứng, củng cố sức cạnh tranh và hướng tới tăng trưởng bền vững.
Nghệ sĩ Sơn.K: Khi "Giải cứu thế giới" thắp lại nhịp gõ xoan trong lòng người trẻ
Nghệ sĩ Sơn.K: Khi "Giải cứu thế giới" thắp lại nhịp gõ xoan trong lòng người trẻ
(Ngày Nay) - Sau khi lên sóng tại chương trình Tinh Hà Say Hi, tiết mục “Giải cứu thế giới” của Sơn.K cùng các nghệ sĩ gây chú ý khi đưa âm hưởng Hát Xoan Phú Thọ vào dòng chảy âm nhạc đương đại. Không bó hẹp trong lối thể hiện truyền thống, những giai điệu dân gian được làm mới, mang đến trải nghiệm âm nhạc vừa quen thuộc với thị hiếu giới trẻ, vừa gợi mở nét độc đáo của di sản. 
Đại sứ Ngô Minh Nguyệt chụp ảnh lưu niệm cùng Chủ tịch Ủy ban Đối ngoại Thượng viện Uruguay, Sebastian Da Silva (thứ tư từ trái sang) và đại diện Nhóm nghị sỹ hữu nghị Uruguay-Việt Nam tại Quốc hội Uruguay. (Ảnh: Diệu Hương/TTXVN)
Việt Nam thúc đẩy hợp tác toàn diện với Uruguay
(Ngày Nay) - Đại sứ Ngô Minh Nguyệt nhấn mạnh Việt Nam và Uruguay có mối quan hệ hữu nghị truyền thống, được xây dựng trên nền tảng tôn trọng lẫn nhau, đoàn kết và hợp tác cùng có lợi.