Bí ẩn hố đen và những nghi ngờ về một ngày vũ trụ... 'lâm chung'

Thế nhưng, vẫn còn đó những câu hỏi hóc búa liên quan đến sự hình thành và viễn cảnh kết thúc của vũ trụ này. Ngoài ra, ám ảnh về hố đen cũng khiến giới khoa học phải đau đầu khi chưa rõ liệu đây có phải là cánh cửa dẫn đến một vũ trụ khác hay không? Có thể sẽ còn rất lâu nữa con người mới tìm thấy lời giải cho những bí ẩn này.

Thành phần của vũ trụ

Con người hiện mới chỉ định hình được khoảng 3-5% thành phần cấu tạo nên vũ trụ, được biết tới với tên gọi vật chất “sáng”. Loại vật chất này gồm các nguyên tố hóa học, tập hợp các phân tử, nguyên tử và hệ thống hạt nhỏ hơn cấu thành nên chúng như proton, electron hay neutron.

Câu hỏi đặt ra là, phần còn lại của vũ trụ gồm những gì? Giới khoa học tin rằng đó là vật chất “tối” (chiếm 25% vũ trụ) và năng lượng “tối” (chiếm 70% vũ trụ).

Câu đố về vật chất “tối” vẫn bị bỏ ngỏ. Chỉ biết rằng, vật chất “tối” có mặt xung quanh các thiên hà nhưng không quan sát được trực tiếp. Loại vật chất này chỉ tương tác với trọng lực, không phản xạ, bức xạ hoặc cản trở ánh sáng (hay bất kỳ loại bức xạ điện từ nào khác).

Tuy nhiên, nghiên cứu của kính thiên văn Hubble về cách các nhóm thiên hà uốn cong ánh sáng đi qua chúng cho phép các nhà thiên văn giải thích nơi mà khối lượng vô hình này đang ẩn giấu, từ đó có thể lập bản đồ về vị trí vật chất “tối” trong một cụm thiên hà.

Liệu hố đen có phải là cánh cổng dẫn tới các vũ trụ khác?

Hấp dẫn hơn cả là năng lượng “tối”. Các nghiên cứu của Hubble cho thấy sự giãn nở vũ trụ thực sự đang diễn ra rất nhanh. Họ đã giải thích điều này bằng cách sử dụng lý thuyết năng lượng “tối” - yếu tố đẩy sự giãn nở của vũ trụ nhanh hơn bao giờ hết, chống lại sức kéo của trọng lực.

Các nghiên cứu về tốc độ giãn nở vũ trụ cho thấy năng lượng “tối” là phần lớn nhất của khối lượng vũ trụ, vượt xa cả vật chất bình thường và vật chất “tối”. Tuy nhiên, một lý thuyết chính xác về vấn đề này vẫn chưa ra đời và bản chất thực sự của nó vẫn còn là một bí ẩn.

Để chứng minh đa vũ trụ, giới nghiên cứu đưa ra giả thuyết về “điểm lạnh” - điểm va chạm của các vũ trụ với nhau.

Hố đen chứa gì?

Hố đen chính là những cái giếng trong cấu trúc không - thời gian, dường như vô đáy và không gì có thể lọt qua để quay trở lại không gian vũ trụ. Hố đen được mệnh danh là hung thần trong vũ trụ, có thể “nuốt chửng” mọi hành tinh, thiên thể và cả ánh sáng nếu chẳng may nằm trên đường chân trời của nó.

Bên trong hố đen vũ trụ thực chất là gì thì chưa ai có được câu trả lời. Các nghiên cứu chỉ cho thấy, hố đen có sức hút cực lớn và bất cứ cái gì khi bị hút vào hố đen cũng sẽ biến mất không để lại dấu vết.

Hố đen vũ trụ là một trong những vùng không gian bí ẩn nhất. Cho tới nay, con người đã phát triển rất nhiều lý thuyết khác nhau về sự hình thành hố đen. Giả thuyết phổ biến nhất, đó là hố đen sinh ra sau khi một ngôi sao nặng hơn mặt trời khoảng 3,2 lần chết đi.

Một lý thuyết khác thì cho rằng hố đen có thể hình thành ở trung tâm các thiên hà, là những đám sao bị hút và cô đặc lại. Ngoài ra, không ít người ủng hộ quan điểm Big Bang (vụ nổ lớn) khởi sinh vũ trụ đã khiến một phần vật chất bị co lại và trở thành hố đen tử thần.

Một bí ẩn khác về hố đen vũ trụ là: liệu đây có phải là cánh cổng dẫn đường tới các vũ trụ khác? Nhiều ý kiến cho rằng, hố đen thực chất là một cánh cổng không gian đưa mọi thứ bị hút tới một vũ trụ khác.

Do sự khác biệt giữa thời gian và không gian xung quanh một hố đen gần như không thể phân biệt được, các chuyên gia tin rằng những thực thể bí ẩn này sẽ là chìa khóa để du hành xuyên thời gian.

Tuy nhiên, vấn đề là hố đen có khả năng kéo dãn mọi thứ dài ra như một sợi mì, khiến mọi vật thể vỡ vụn, còn con người sẽ phải hứng chịu cái chết đau đớn sau khi... nổ tung. Vậy nên, có vẻ như ý kiến du hành thời gian qua hố đen chỉ là sản phẩm ảo tưởng.

Viễn cảnh... phút lâm chung

Ra đời hơn 13 tỷ năm trước theo lý thuyết Big Bang, ngày nay vũ trụ có đường kính quan sát được lên tới 91 tỷ năm ánh sáng. Giới khoa học luôn tự hỏi, liệu “phút lâm chung” của vũ trụ sẽ diễn ra như thế nào. Cho đến lúc này, các nhà nghiên cứu đã vẽ ra nhiều kịch bản mà vũ trụ sẽ kết thúc.

Mỗi kịch bản xảy ra tùy theo sự thay đổi của một số yếu tố cơ bản như năng lượng “tối”, lực hấp dẫn đến từ vật chất có khối lượng hoặc năng lượng “ma”.

Đầu tiên, giới nghiên cứu nghĩ tới vụ đóng băng lớn khi nhiệt độ trong lòng vũ trụ sẽ giảm dần, kết hợp với sự giãn nở của vũ trụ, khiến nhiệt độ nền của tất cả mọi thứ sẽ chỉ nhỉnh hơn đôi chút so với độ không tuyệt đối -273°C, và trở nên nguội hoàn toàn.

Viễn cảnh “cái chết nóng” được đưa ra dựa trên kiến thức về nhiệt động lực học, xảy ra khi sự chênh lệch nhiệt độ biến mất. Một khi vũ trụ đạt đến điểm “cái chết nóng”, vạn vật sẽ đạt cùng một nhiệt độ. Mọi ngôi sao sẽ chết, gần như mọi vật chất sẽ phân hủy và cuối cùng là tất cả biến thành một mớ hỗn độn của các hành tinh và bức xạ.

Cùng với sự giãn nở của vũ trụ đến vô cùng, năng lượng sẽ chảy đi theo thời gian. Trong khi đó, nếu vũ trụ có quá nhiều vật chất, sự mở rộng sẽ bị thay bằng sự co lại. Khi ấy, vụ trụ sẽ thu nhỏ dần, trở nên nóng hơn và dày đặc, cuối cùng sẽ chết theo kiểu tự nghiền nát, tạo nên viễn cảnh “vụ co lớn” trái ngược với “vụ nổ lớn”.

Giả thuyết thứ tư, “vụ rách lớn”, mới được đưa ra gần đây theo một thông báo chấn động giới thiên văn: vũ trụ đang tăng tốc độ mở rộng do năng lượng “ma”. Thứ năng lượng này không chỉ làm vũ trụ giãn nở mà còn khiến mọi liên kết vật chất đến từ lực hấp dẫn, lực điện từ và lực hạt nhân mạnh bị bẻ gãy.

Theo thuyết “vụ rách lớn”, 6 tỷ năm trước ngày tận thế của vũ trụ, dải ngân hà sẽ bị xé vụn; ba tháng trước ngày tận thế, Hệ Mặt trời sẽ bị phân rã và một giây trước lúc tan biến, mọi phân tử trong vũ trụ sẽ bị xé vụn thành các hạt cơ bản.

Tuy nhiên, kịch bản này khá khó tin vì sự tồn tại của năng lượng “ma” rất huyền ảo, chưa kể giới khoa học không thể xác định được nguồn tạo ra nó.

“Điểm lạnh” kì quặc

Các giả thuyết về cái chết của vũ trụ đều cho rằng con người sẽ tuyệt vọng. Tuy nhiên, một số ý kiến lạc quan về kịch bản đa vũ trụ khi mà con người có thể sống sót được.

Theo thuyết “Vụ rách lớn”, 6 tỷ năm trước ngày tận thế của vũ trụ, dải ngân hà sẽ bị xé vụn.

Theo thuyết này, Big Bang có thể là nơi sinh ra vũ trụ của con người, đồng thời sinh ra nhiều vũ trụ khác, và các vũ trụ tồn tại độc lập với nhau.

Trong trường hợp nếu đa vũ trụ đúng, và nhân loại có thể tìm ra được cách di chuyển giữa các vũ trụ, thì con người vẫn có hi vọng cho việc sống sót. Để chứng minh đa vũ trụ, giới nghiên cứu đưa ra giả thuyết về “điểm lạnh” - điểm va chạm của các vũ trụ với nhau.

Theo đó, nhiệt độ của vũ trụ không hề đồng nhất. Tồn tại không nhiều những khu vực nóng lạnh khác thường, nằm rải rác trong vũ trụ. Tuy nhiên, có một điểm nhiệt đặc biệt lạnh khiến giới khoa học không thể giải thích được.

Ý kiến duy nhất nghe có vẻ hợp lý cho đến nay là sự chà xát giữa hai vũ trụ tại “điểm lạnh” nói trên, gợi ý về sự tồn tại của ít nhất một vũ trụ song song với vũ trụ của loài người, từ đó ám chỉ viễn cảnh đa vũ trụ là có thật. Bên cạnh đó, vẫn có những giả thuyết khác đỡ đáng sợ hơn, thậm chí còn đôi phần “lạnh lẽo”.

Nhiều nhà khoa học cho rằng “điểm lạnh” chỉ là những khoảng trống trong vũ trụ, một khu vực không gian có ít thiên hà hơn bình thường. Nếu như giả thuyết này đúng, khi mà những ánh sáng nguyên thủy phát ra từ vụ nổ Big Bang bay xuyên qua khu vực này, nó mất đi năng lượng và nguội đi.

Hiệu ứng này chỉ có thể diễn ra nếu như vũ trụ của con người tự giãn nở về mọi hướng. Điều này đã được kiểm chứng nên nhiều khả năng “điểm lạnh” thực chất chính là khoảng trống. Tuy nhiên, nên nhớ rằng, sau cùng chẳng có điều nào trong số những giả thuyết trên là chắc chắn cả.