Sẽ ra sao nếu chẳng may rơi vào hố đen?

Điều đó có thể xảy ra với bất kỳ ai. Có thể là đang đi tìm một hành tinh mới có thể sinh sống được cho loài người, hay có thể là đang dạo chơi ngoài vũ trụ thì bị trượt chân. Nhưng dù có thế nào, chúng ta rồi đều sẽ đối diện với một câu hỏi đã rất lâu đời: điều gì xảy ra nếu rơi vào một hố đen sâu thẳm? Có hai giả thiết: một thực tại là sẽ ngay lập tức bị thiêu rụi, hai là sẽ không hề bị sao.

Hố đen vũ trụ là nơi mà các luật vật lý học đang biết và áp dụng không còn giá trị. Einstein nói rằng trọng lực uốn cong vũ trụ. Vì thế nếu một vật thể đủ đặc về vật chất, thời gian trong vũ trụ có thể bị uốn cong tới mức đào ra một lỗ đen trong thực tại.

Một ngôi sao hết nhiên liệu có thể tạo ra đậm đặc vật chất cần thiết cho một không gian như thế. Khi oằn xuống bởi chính sức nặng của nó và nổ tung ở trong sẽ tạo ra những lỗ đen thời gian. Trường trọng lực sẽ mạnh tới mức ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra, tạo ra một lỗ đen.

Rìa ngoài là điểm mà trường trọng lực cân bằng chính xác với khả năng thoát ra khỏi đó của ánh sáng. Đi qua ranh giới đó, không gì có thể thoát ra được. Đường ranh đó chói lọi vì năng lượng tập trung ở đó. Hiện tượng này được gọi là phát xạ Hawking, người đã tiên đoán nó sẽ xảy ra. Có đủ thời gian, hố đen sẽ phát xạ hết vật chất và biến mất.

Không gian và thời gian không còn là những ý tưởng có ý nghĩa nữa, và các quy luật của vật lý học mà chúng ta vẫn biết, tất cả đều áp dụng trong không gian và thời gian, không còn đúng nữa. Không ai biết điều gì xảy ra. Đó hoàn toàn là điều bí ẩn.

Lỗ đen khiến một khoảng không gian vũ trụ bị uốn cong (Ảnh: Henning Dalhoff/SPL)

Vậy điều gì sẽ xảy ra nếu rơi vào hố đen vũ trụ? Hãy hỏi người bạn du hành là Anne, người đã chứng kiến rơi vào lỗ đen an toàn. Thật kỳ lạ.

Điều gì đó còn kỳ lạ hơn nữa đang xảy ra: sự trống rỗng như đang rơi tự do, không hề cảm thấy trọng lực, điều mà Einstein từng gọi là “những ý nghĩ hạnh phúc”.

Phần rìa của hố đen là "bức tường lửa" (Ảnh: Equinox Graphics/SPL)

Rốt cuộc, đường hố đen không phải là một bức tường gạch trôi nổi trong không gian. Một người ở bên ngoài đường ranh đó không thể nhìn qua nó, nhưng đó không phải là vấn đề.

Thật ra, trong một hố đen đủ lớn, ta có thể sống hết phần đời còn lại của mình khá là bình thường cho tới khi chết trong tâm của nó. Nhưng cuộc sống bình thường đó sẽ như thế nào?

Đường giáp ranh của hố đen không phải là một bức tường cứng (Ảnh: Richard Kail/SPL)

Hình mô phỏng "hiện tượng phát xạ Hawking" (Ảnh: Richard Kail/SPL)

Nhưng các vật lý học cho rằng có thể sẽ vừa ở ngoài lỗ đen, dưới dạng tro bụi, vừa ở trong đó, còn sống và khỏe mạnh. Các nhà vật lý học gọi đây là nghịch lý dữ liệu hố đen. Thật may, vào những năm 1990, họ đã tìm ra một cách giải thích nghịch lý này.

Hố đen có thể "hút" từ một ngôi sao (Ảnh: NASA/CXC/M. Weiss)

Leonard Susskin cho rằng điều đó không có gì là nghịch lý vì không ai có thể nhìn thấy phần kia còn khỏe mạnh trong hố đen. Và không một người quan sát nào có thể nhìn thấy cả bên trong và bên ngoài lỗ đen cùng lúc. Nên các luật vật lý vẫn đúng. Tuy nhiên, câu chuyện nào mới là sự thật. Ta đã chết hay còn sống? Bí mật lớn nhất của lỗ đen là thực tế không tồn tại. Thực tế khi đó sẽ phụ thuộc vào người mà ta trò chuyện.

Mùa Hè 2012, các nhà vật lý Ahmed Almheiri, Donald Marolf, Joe Polchinski và James Sully, hay nhóm AMPS, đã tiến hành một thí nghiệm tư duy đe dọa làm đảo lộn mọi thứ về các lỗ đen.

Chuyện gì sẽ xảy ra nếu Anne tìm ra cách nhìn thấy những gì ở trong đường ranh mà không cần phải vượt qua nó? Ý tưởng là như thế này: Giả sử Anne nhận được một thông tin vật chất ở đường ranh, hãy gọi thông tin vật chất đó là A. Nếu câu chuyện của cô ấy đúng thì A phải có liên hệ với một thông tin vật chất B khác ở bên ngoài đường ranh.

Mặt khác, nếu câu chuyện không hoàn toàn như vậy, con người còn sống bên trong đường ranh giới thì A phải có liên hệ với một thông tin vật chất C ở trong hố đen. Câu hỏi là A không thể liên hệ cùng lúc với B và C, như vậy thì cái nào đúng? Trở về với điểm khởi đầu: Điều gì thật sự xảy ra nếu ta rơi vào một hố đen?

Chưa ai có câu trả lời, và đó vẫn là một trong những câu hỏi gây ra nhiều tranh luận nhất với vật lý học cơ bản.

Khánh Phương (Theo BBC)