Buzz
Để hiểu 'tốc độ bóng đêm', chúng ta cần biết 'tốc độ' là gì và 'bóng đêm' có ý nghĩa gì.
GizAsk - một phần của Gizmodo, nơi bạn có thể đặt câu hỏi về khoa học và họ sẽ cố gắng tìm câu trả lời cho bạn từ các chuyên gia trong lĩnh vực. Những câu hỏi phức tạp thường không dễ tìm kiếm trên Google.
Câu hỏi này hơi khó hiểu một chút...
Tốc độ ánh sáng vẫn là một hằng số quan trọng trong vật lý, từ lâu, triết gia và nhà khoa học đã có quan điểm riêng về ánh sáng: từ Aristotle và Empedocles đến Galileo Galilei và Ole Rømer.
Năm 1667, Galileo Galilei cố gắng đo tốc độ ánh sáng bằng cách so sánh với tốc độ âm thanh, và Ole Rømer sau đó dựa vào nhật thực trên Sao Mộc để đo được tốc độ chính xác hơn.
Ánh sáng mất một khoảng thời gian để di chuyển giữa các vị trí, điều này đã được chứng minh bởi Ole Rømer thông qua quan sát nhật thực trên Sao Mộc.
Đó chính là lý do khiến Rømer tin rằng “ánh sáng di chuyển trong vũ trụ ở một tốc độ nhất định”, và ước tính rằng ánh sáng mất khoảng 10-11 phút để từ Mặt Trời chạm tới Trái Đất. Dù con số này không chính xác nhưng vẫn cung cấp thông tin quan trọng cho các nhà khoa học.
Ole Rømer, một trong những nhân vật quan trọng nhất trong lĩnh vực vật lý.
Tốc độ của ánh sáng đã làm cho nhiều nhà khoa học tò mò, từ Hippolyte Fizeau và Léon Foucault ở Pháp, Albert Michelson người Mỹ gốc Phổ, đến Albert Einstein với thuyết tương đối hẹp của ông.
Thế giới khoa học đặt câu hỏi: Liệu có tốc độ của bóng đêm? Gizmodo đã hỏi các chuyên gia về hố đen và vật lý lượng tử, và nhận được những câu trả lời đáng chú ý.
George Muster
Biên tập viên của Scientific American và Nautilus, tác giả của nhiều cuốn sách về hố đen, Big Bang, và thuyết dây.
Tốc độ của bóng đêm? Đó chính là tốc độ ánh sáng. Khi Mặt Trời tắt đi, Trái Đất cũng sẽ tối đi sau 8 phút. Nhưng câu chuyện không dừng lại ở đó!
Nếu bạn đứng đủ xa so với ngọn hải đăng, bóng của nó lướt trên đầu bạn sẽ còn nhanh hơn cả tốc độ truyền ánh sáng cơ (trong Vũ trụ, sao neutron chính là minh chứng của hiện tượng này). Ánh sáng từ ngọn hải đăng có độ trễ nhất định, khiến bạn thấy tia sáng chậm hơn một chút.
Nhân tiện, bóng tối có thực sự tồn tại không? Nếu như tắt được Mặt Trời, Trái Đất cũng không chìm trong bóng tối vĩnh hằng. Ánh sáng từ các nguồn khác như sao, tinh vân, và các vụ nổ không gian sẽ tràn ngập bầu trời. Con người vẫn có thể nhìn thấy những thứ này dù không có Mặt Trời.
Bóng đêm không phải là một khái niệm vật lý, mà giống như một trạng thái nhận biết. Tốc độ bóng đêm là tốc độ mà ánh sáng xóa tan bóng tối, chính là tốc độ ánh sáng.
Neil DeGrasse Tyson
Giám đốc Cung thiên văn Hayden, là người sáng lập Ban Vật lý Thiên văn trụ tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên, là người dẫn chương trình Vũ trụ: Cuộc phiêu lưu của Không Thời gian.
Tốc độ bóng đêm à … Tốc độ bóng đêm là tốc độ mà ánh sáng xóa tan bóng tối, tức là tốc độ ánh sáng.
David Reitze
Giám đốc tại Phòng thí nghiệm LIGO thuộc Viện Công nghệ California
Về cơ bản, tốc độ bóng đêm phụ thuộc vào hai yếu tố: bạn là vật chất bị nuốt vào hố đen hoặc bạn đứng xa đủ để quan sát vật chất rơi vào hố đen. Nếu bạn là vật chất bị hố đen nuốt, tốc độ sẽ rất cao, gần bằng tốc độ ánh sáng.
Nếu bạn là người quan sát và đứng xa đủ, tốc độ vật chất bị nuốt vào hố đen sẽ chậm đi rất nhiều do hiệu ứng giãn nở thời gian do lực hấp dẫn. Đồng hồ sẽ chạy chậm hơn khi ở gần lực hấp dẫn mạnh của hố đen.
'Đủ xa' có nghĩa là vị trí của bạn so với hố đen, đủ xa để không bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn của hố đen. Người quan sát từ xa sẽ mất thời gian vô tận để thấy vật chất rơi vào đường chân trời sự kiện của hố đen.
Sarah Caudill
Nhà nghiên cứu tại Trung tâm Leonard E. Parker về Lực hấp dẫn, Vũ trụ học và Vật lý học, trực thuộc Đại học Wisconsin-Milwaukee.
Lực hấp dẫn của hố đen quá mạnh, ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra khỏi đường chân trời sự kiện của nó. Hiệu ứng giãn nở thời gian ảnh hưởng đến các quan sát từ bên ngoài vùng lực hấp dẫn mạnh này.
Ví dụ, nếu một người đứng từ xa quan sát một vật thể sáng rơi vào hố đen, họ sẽ thấy nó dần dần rơi xuống và biến mất, không còn chấm sáng nào nữa. Người này sẽ không thể nhìn thấy vật thể vượt qua chân trời sự kiện của hố đen.
Chúng ta cũng có thể quan sát từ góc nhìn của chính vật thể đang rơi vào hố đen. Ví dụ, khi một ngôi sao va chạm vào hố đen, khí gas từ sao tạo thành một đĩa bồi tụ lớn bao quanh hố đen và bị hút vào. Nhưng quá trình này không xảy ra ngay lập tức.
Có một giới hạn tốc độ cố định do áp lực bức xạ từ bên trong khí gas nóng, đối đầu với lực hấp dẫn của hố đen. Khi hố đen tiếp tục hấp thụ khí gas, kích thước của nó sẽ lớn dần. Nếu hố đen có kích thước gấp 10 lần Mặt Trời và hấp thụ khí gas ở tốc độ cao nhất có thể, trong khoảng 1 tỷ năm, khối lượng của hố đen sẽ gấp 100 triệu lần Mặt Trời.
Niayesh Afshordi
Trợ lý giáo sư Vật lý thiên văn Lực hấp dẫn tại Ban Vật lý và Thiên văn tại Đại học Waterloo, cán bộ giảng dạy tại Khoa Vũ trụ học và Lực hấp dẫn tại Viện Vật lý Lý thuyết Perimeter.
Tôi tin rằng 'tốc độ bóng đêm' là vô hạn! Trong vật lý cổ điển, không gian đen đưa ra là một không gian trống. Tuy nhiên, cơ học lượng tử chỉ ra rằng không có bóng tối tuyệt đối trong không gian. Ngay cả khi không có ánh sáng, từ trường của hạt vật chất có thể xuất hiện bất kỳ lúc nào, dù chỉ trong một khoảnh khắc. Ngay cả các sóng hấp dẫn, hiện tượng rung động không thời gian, cũng mang những dao động lượng tử này.
Vấn đề chính là lực hấp dẫn của những rung động lượng tử là vô hạn. Nói cách khác, chúng ta chưa hiểu rõ lực hấp dẫn lượng tử. Một trong những cách để giải quyết vấn đề này là nếu 'tốc độ bóng đêm' - tức là những rung động lượng tử - tiến tới vô hạn ở quy mô nhỏ và trong một khoảng thời gian ngắn.
Đó chỉ là một trong số các khả năng, nhưng vẫn là cách đơn giản nhất (và cũng là cách tôi ưa thích) để hiểu về big bang, hố đen, năng lượng tối và lực hấp dẫn lượng tử.
