Hố đen (Black Holes) chính là những cỗ máy du hành thời gian tự nhiên, cho phép bạn xuyên không về quá khứ hoặc đến tương lai. Nhưng đừng có mơ đến việc con người có thể viếng thăm khủng long trong một ngày không xa.

Ở thời điểm hiện tại, chúng ta không có chiếc phi thuyền nào có thể giúp con người đến gần một hố đen. Nhưng kể cả khi bỏ chi tiết “nhỏ xíu” đó sang một bên, việc cố gắng du hành về quá khứ bằng lỗ đen có lẽ là thứ cuối cùng bạn từng làm.

HỐ ĐEN LÀ GÌ?

Hố đen là một vật thể trong vũ trụ có khối lượng cực kỳ lớn, thường được hình thành khi một ngôi sao chết đi và ngôi sao tự sụp đổ bởi lực hấp dẫn của chính nó, khiến cho vật chất của ngôi sao bị nén về một điểm có thể tích bằng không và mật độ vô hạn. Điểm đó có tên gọi là Điểm kỳ dị (The Singularity).

Giống như các hành tinh và các ngôi sao, hố đen có trường hấp dẫn xung quanh. Trường hấp dẫn chính là thứ giúp chúng ta không bị “rơi” ra khỏi Trái đất, cũng như giúp cho Trái đất xoay xung quanh và không rời xa Mặt trời.

Theo quy luật tự nhiên, một vật có khối lượng càng lớn thì trường hấp dẫn của nó càng mạnh.

Trường hấp dẫn của Trái đất khiến việc bay lên không gian vũ trụ của chúng ta cực kỳ khó khăn. Đến nỗi chúng ta phải chế tạo tên lửa và bay với một vận tốc rất nhanh mới thoát ra khỏi lực hấp dẫn của Trái đất.

Ấy vậy mà nó cũng chẳng là gì khi so với trường hấp dẫn của Hố đen. Nó mạnh đến mức ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát khỏi nó. Điều đó thật sự khủng khiếp, bởi ánh sáng là thứ nhanh nhất trong vũ trụ mà khoa học từng biết đến cho tới thời điểm hiện tại!

Cũng chính vì nhanh như ánh sáng mà cũng không thoát được lực hút của Hố đen, nên sẽ chẳng có ánh sáng nào phản chiếu lại được từ một lỗ đen, theo cách mà chúng ta phản xạ lại chùm tia sáng của đèn pin khỏi một cái cây trong bóng tối. Và vì không có ánh sáng nào phản chiếu lại được từ Hố đen, nên các Hố đen luôn có một màu đen thuần khiết.

KÉO GIÃN KHÔNG GIAN

Thuyết Tương đối của Albert Einstein cho chúng ta biết vật chất và năng lượng có một tác động kỳ lạ đến vũ trụ. Một vật thể càng nặng thì không gian càng bị kéo giãn và uốn cong xung quanh nó.

Một vật thể có khối lượng cực lớn sẽ tạo ra một loại thung lũng trong không gian. Khi các vật thể khác đến gần, chúng sẽ rơi vào thung lũng đó.

Đó cũng là lý do khi chúng ta đến đủ gần một vật thể có khối lượng to lớn, bao gồm cả 1 hố đen, bạn sẽ bị “hút” vào trong nó. Đó cũng giải thích tại sao ánh sáng không thể thoát khỏi một chiếc hố đen: các cạnh bên của thung lũng tạo ra bởi hố đen quá dốc, đến nỗi ánh sáng không đủ nhanh để có thể thoát ra bên ngoài.

Thung lũng tạo bởi hố đen ngày càng dốc hơn khi bạn càng đến gần hố đen. Tại một giới hạn, nơi dốc đến mức ánh sáng không thể thoát ra được gọi là chân trời sự kiện (event horizon).

Chân trời sự kiện không chỉ thú vị đối với những người “có ý định” du hành thời gian, chúng còn thú vị với những nhà triết học, bởi vì chúng có ý nghĩa đối với cách chúng ta hiểu về bản chất của thời gian.

KÉO GIÃN THỜI GIAN

Khi không gian bị kéo giãn, thời gian cũng bị kéo giãn theo. Đồng hồ sẽ chạy chậm hơn khi đặt cạnh một vật có có khối lượng to lớn.

Đồng hồ đặt cạnh một hố đen sẽ chạy chậm hơn rất nhiều so với nếu đặt trên Trái đất. Một năm ở gần hố đen có thể tương đương với 80 năm trên Trái đất, giống như bạn thấy trong phim Interstellar của đạo diễn Christopher Nolan vậy.

Bằng cách này, hố đen có thể giúp chúng ta du hành thời gian đến tương lai. Nếu bạn muốn du hành đến một thời điểm trong tương lai trên Trái Đất, đơn giản là hãy bay tới gần một hố đen, rồi quay ngược về Trái đất.

Nếu bạn đến đủ gần trung tâm của một hố đen, đồng hồ bạn sẽ chạy càng chạy chậm hơn nữa, nhưng bạn vẫn có thể thoát ra được, miễn là đừng vượt quá giới hạn của chân trời sự kiện.

VÒNG LẶP THỜI GIAN

Vậy còn du hành về quá khứ thì sao? Đây là lúc mọi chuyện trở nên thú vị này. Một hố đen bẻ cong thời gian đến mức có thể cuộn ngược hố đen bên trong nó.

Hãy thử tưởng tượng bạn cầm một mẫu giấy và nhập 2 đầu lại để tạo thành một vòng lặp. Đó dường như là những gì mà hố đen đã làm với thời gian.

Điều này biến hố đen trở thành một cỗ máy thời gian tự nhiên. Nếu bằng một cách nào đó bạn có thể bước 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 bắt đầu từ tương lai và kết thúc trong quá khứ.

Bên trong vòng lặp đó, bạn sẽ thấy mối quan hệ nguyên nhân – kết quả thực sự rất xoắn não. Những sự việc xảy ra trong quá khứ là nguyên nhân của những việc xảy ra trong tương lai, rồi những việc trong tương lai này lại tiếp tục gây ra những điều xảy ra trong quá khứ!

VẬY RỐT CUỘC BẠN CÓ THỰC SỰ XUYÊN KHÔNG BẰNG LỖ ĐEN ĐƯỢC KHÔNG?

Vậy nên, nếu bạn tìm ra một hố đen và muốn chui vào đó trên một con tàu vũ trụ đáng tin cậy để về thăm những con khủng long, thì xin chúc bạn may mắn.

Có ba vấn đề. Thứ nhất, bạn chỉ có thể du hành vào quá khứ của lỗ đen. Điều đó có nghĩa nếu hố đen được tạo thành sau khi đám khủng long đã tuyệt chủng, thì bạn sẽ không thể quay lại xa đến lúc bọn chúng còn đang sống.

Thứ hai, có khả năng bạn phải vượt qua ranh giới chân trời sự kiện để đi vào vòng lặp. Nghĩa là nếu bạn muốn thoát ra khỏi vòng lặp tại một thời điểm trong quá khứ, bạn phải thoát ra khỏi chân trời sự kiện. Điều này cũng đồng nghĩa bạn phải di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng, đó là điều không tưởng!

Thứ ba, và cũng là điều tệ nhất có thể xảy ra, bạn và con tàu vũ trụ của bạn sẽ trải qua quá trình gọi là “mì ống” (spaghettification). Nghe có vẻ ngon nhỉ?

Đáng tiếc thay, nó không ngon như mì ống mà bạn hay ăn. Khi bạn vượt qua chân trời sự kiện, bạn sẽ bị kéo căng ra, y như sợi mì vậy. Thực tế, bạn có thể sẽ bị kéo giãn mỏng đến mức chỉ còn là một chuỗi nguyên tử xoắn ốc giữa không gian.

Vì lẽ đó, mặc dù thật thú vị khi nghĩ về đặc tính uốn cong được thời gian của hố đen, nhưng có lẽ trong tương lai gần, việc viếng thăm khủng long bằng cách này vẫn chỉ nằm trong trí tưởng tượng.

Tác giả: Sam Baron

Nguồn: Live Science