Một trong những vấn đề lớn nhất khi nghiên cứu lỗ đen chính là những định luật vật lý mà chúng ta biết không áp dụng được ở những vùng sâu thẳm nhất của chúng. Một khối lượng lớn vật chất và năng lượng tập trung trong một khoảng không gian vô cùng nhỏ. Điểm kì dị, nơi không-thời gian bị uốn cong đến vô tận và mọi vật chất đều bị phá hủy. Hay sẽ như thế nào nữa? Một nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi Viện vật lý hạt (IFIC, CSIC-UV) ở Valencia gợi ý rằng vật chất trên thực tế có thể sống sót qua việc xâm nhập vào những thiên thể này và đi ra ngoài ở phía bên kia.
Được công bố trên tạp chí Hấp dẫn Cổ điển và Lượng tử , các nhà vật lý Valencia đề xuất việc xem xét các điểm kỳ dị như thể nó là một sự bất toàn trong cấu trúc hình học của không-thời gian . Và bằng cách đó họ giải quyết các vấn đề của hấp dẫn với lực kéo vô hạn làm biến dạng không gian.
"Lỗ đen như một phòng thí nghiệm lý thuyết trong việc cố gắng tìm ra một ý tưởng mới về hấp dẫn.", theo Gonzalo Olma một nhà nghiên cứu tại Đại học Valencia , UV. Với sự tham gia Diego Rubiera từ đại học Lisbon, và Antonio Sánchez - nghiên cứu sinh cũng tại đại học Valencia, nghiên cứu của Olmo cho thấy những phân tích về lỗ đen của ông sử dụng nhiều lý thuyết song hành với thuyết tương đối rộng.
Cụ thể , trong nghiên cứu này Olmo đã áp dụng các cấu trúc hình học tương tự như của một lớp tinh thể hoặc graphene , không thường được sử dụng để mô tả các lỗ đen , vì dạng hình học này phù hợp hơn với những gì xảy ra bên trong một lỗ đen:" Cũng giống như tinh thể có những khiếm khuyết trong cấu trúc rất nhỏ của chúng, khu vực trung tâm của một lỗ đen có thể được hiểu là một sự bất thường trong không gian - thời gian, đòi hỏi các yếu tố hình học mới để có thể mô tả chúng một cách chính xác hơn. Chúng tôi khám phá tất cả các trường hợp khả dĩ, lấy cảm hứng từ những sự kiện quan sát thấy trong tự nhiên. "
Sử dụng những dạng hình học mới , các nhà nghiên cứu thu được một mô tả của lỗ đen trong đó điểm trung tâm trở thành một bề mặt hình cầu rất nhỏ. Bề mặt này được hiểu như là sự tồn tại của một lỗ sâu trong lỗ đen .
"Lý thuyết của chúng tôi một cách tự nhiên giải quyết một số vấn đề trong việc giải thích các lỗ đen mang điện tích , " Olmo giải thích . " Đầu tiên chúng tôi giải quyết vấn đề của điểm kỳ dị, khi đã có một cánh cửa tại trung tâm của lỗ đen - một lỗ sâu, qua đó không gian và thời gian có thể tiếp tục. "
Nghiên cứu này được dựa trên một trong những loại đơn giản nhất từng biết của lỗ đen: không quay và có mang điện. Lỗ sâu được dự đoán từ các phương trình là nhỏ hơn một hạt nhân nguyên tử, nhưng nó lớn hơn khi càng có nhiều điện tích lưu trữ trong hố đen. Vì vậy, một nhà du hành bước vào một lỗ đen dạng này sẽ bị kéo dài đến cực độ hay còn gọi là “hiệu ứng mì ống” và có thể đi vào trong lỗ sâu. Sau khi thoát khỏi họ sẽ được nén trở lại kích thước bình thường.
Nhìn từ bên ngoài, các lực kéo giãn và nén lại dường như là vô hạn, nhưng bản thân các nhà du hành sẽ thực sự trải nghiệm các lực cực mạnh nhưng không phải vô hạn. Điều đó không có nghĩa là nhân vật trong phim Interstellar sẽ sống sót qua một hành trình như thế, nhưng mô hình mà các nhà nghiên cứu IFIC đề xuất thừa nhận rằng vật chất có thể sẽ không bị mất bên trong điểm kỳ dị, thay vào đó sẽ bị trục xuất ra phía bên kia qua lỗ sâu đến một khu vực khác của vũ trụ.
Một vấn đề khác mà theo giải thích của Olmo giải quyết được đó là sự cần thiết phải sử dụng các nguồn năng lượng kỳ lạ để tạo ra lỗ sâu. Trong lý thuyết hấp dẫn của Einstein, những "cánh cửa" chỉ xuất hiện trong sự hiện diện của vật chất với những đặc tính khác thường (áp suất hoặc mật độ năng lượng âm), một cái gì đó chưa từng được quan sát.
Sự quan tâm đến lỗ sâu trong vật lý lý thuyết có thể vươn đến việc tạo ra các đường hầm hoặc những cánh cửa trong không-thời gian để kết nối hai điểm trong vũ trụ. Chúng cũng có thể giúp giải thích các hiện tượng như “rối lượng tử” hay bản chất của các hạt cơ bản. Nhờ giải thích mới này, sự tồn tại của các đối tượng trên có thể trở nên gần gũi với khoa học hơn là viễn tưởng.
Thu Phương
Theo Science Daily
