Buzz
Nếu chúng ta - và cả vũ trụ của chúng ta - đang ở trong một hố đen, điều gì sẽ xảy ra? Và nếu biên của vũ trụ mà chúng ta không bao giờ đạt được thực sự là ranh giới sự kiện của một hố đen, thì điều gì sẽ diễn ra?
Nhiều người đã tự hỏi: Nếu Vụ Nổ Big Bang bắt đầu mọi thứ, thì điều gì đã tồn tại trước đó?
Một số cho rằng chúng ta sẽ không bao giờ có câu trả lời cho những câu hỏi như thế. Ngay cả với Kính Viễn Vọng Không Gian James Webb - công cụ thiên văn mạnh mẽ nhất từ trước đến nay - có thể nhìn xuyên qua 100 triệu năm sau Vụ Nổ Big Bang (theo NASA), nhưng vẫn không thể nhìn xuyên suốt những khoảnh khắc đầu tiên của sự tồn tại.
Chúng ta biết rằng Vụ Nổ Big Bang đã xảy ra khoảng 13,7 tỷ năm trước. Chỉ sau 10 mũ âm 36 giây sau Vụ Nổ Big Bang - một phần nghìn tỷ của một phần nghìn tỷ của một phần nghìn tỷ giây - không gian bắt đầu phồng lên như một quả bóng bay. Các proton và neutron đầu tiên hình thành khoảng 10 mũ âm 6 giây sau Vụ Nổ Big Bang, và chỉ sau ba phút, chúng ta đã có nguyên tử đầu tiên - deuterium (một loại hydro).
Trước Vụ Nổ Big Bang? Một số nhà nghiên cứu cho rằng vũ trụ tồn tại dưới dạng một điểm duy nhất, dày đặc và vô hạn, được gọi là điểm kỳ dị. Điểm kỳ dị này đã vỡ ra và tiếp tục mở rộng kể từ đó. Điều này đối lập với tính chất của hố đen. Hố đen cũng là một điểm dày đặc vô hạn trong không gian. Tuy nhiên, thay vì phóng ra mọi thứ, nó hút mọi thứ vào bên trong. Liệu việc hình thành một hố đen có thể tạo ra một vũ trụ mới bên trong nó?
Tuy nhiên, vào thời điểm hiện tại, có những ý kiến cho rằng không thể có hố đen đủ lớn để chứa cả vũ trụ bên trong. Điều này không hoàn toàn sai. Theo hiểu biết hiện tại của con người, hố đen nhỏ nhất được phát hiện cho đến nay là IGR J17091-3624, chỉ nhỏ hơn ba lần khối lượng của Mặt Trời. Mặc dù nhỏ, hố đen này lại cực kỳ mạnh mẽ, có thể tạo ra sức gió lên đến 32 triệu km/h
Tuy nhiên, hố đen lớn nhất mà chúng ta từng phát hiện là Ton 618, có kích thước khổng lồ đến mức khó tin, có đường chân trời sự kiện dài 262 tỷ dặm, gấp 43 lần đường kính Hệ Mặt Trời của chúng ta và toàn bộ vũ trụ có bề ngang khoảng 23 nghìn tỷ năm ánh sáng. Tuy nhiên, chúng ta chỉ có thể quan sát được 1/250 của toàn bộ vũ trụ - chứa 2 nghìn tỷ thiên hà, theo Big Think. Vậy làm sao có thể toàn bộ vũ trụ nằm gọn trong một hố đen?
Theo Science ABC giải thích, vũ trụ đang giãn nở với tốc độ nhanh đến mức chúng ta không thể bao giờ đạt được rìa của nó. Do độ cong mở của không thời gian, vũ trụ của chúng ta có thể có hình dạng giống như một chiếc bánh donut, như Live Science giải thích. Nếu bạn cố gắng đi ra khỏi rìa vũ trụ, bạn sẽ chỉ có thể đi vòng quanh và cuối cùng đích đến sẽ là điểm xuất phát ban đầu.
Cũng như bạn không thể đến được rìa vũ trụ, bạn cũng không thể đến được trung tâm của hố đen. Như Einstein đã quy định qua thuyết tương đối hẹp và phương trình E = mc^2, thời gian sẽ dừng lại đối với các vật thể di chuyển với tốc độ ánh sáng. Tuy nhiên, một vật thể bị hố đen hút vào sẽ không tồn tại mãi mãi. Thông qua quá trình gọi là 'spaghettification', các vật thể trong đĩa bồi tụ của hố đen - dạng không gian bị biến dạng xung quanh điểm kỳ dị của nó - sẽ bị cắt nhỏ về mặt phân tử trong khi bị mắc kẹt ở thời gian gần như bằng không.
Vậy nếu vũ trụ của chúng ta tồn tại trong một hố đen trong một vũ trụ khác, điều đó có nghĩa là thực tế bao gồm một tập hợp các vũ trụ lồng nhau chứa các hố đen chứa các vũ trụ.
Nếu mỗi hố đen chứa một vũ trụ riêng biệt, thì hình dạng thực sự của đa vũ trụ sẽ giống như một cái cây tách ra thành nhánh, rồi lại tách ra thành nhánh khác. Theo National Geographic giải thích từ lời của nhà vật lý Nikodem Poplawski của Đại học New Haven, mỗi hố đen đại diện cho một 'cánh cửa một chiều'. Nếu điều này đúng, thì cái gì đã tạo ra vũ trụ ban đầu?
Lý thuyết vũ trụ hố đen có thể giúp giải quyết một số vấn đề khác trong vật lý. Cụ thể, như Big Think giải thích, nó có thể giải thích năng lượng tối. Năng lượng tối là điều chưa biết đang thúc đẩy sự mở rộng của vũ trụ. Không ai biết đó là gì thực sự, hoặc tại sao vũ trụ không chỉ mở rộng mà còn mở rộng với tốc độ ngày càng nhanh.
Vậy nếu năng lượng tối là do vật chất từ bên ngoài vũ trụ hố đen của chúng ta bị hút vào, và vật chất từ bên ngoài trở thành năng lượng bên trong, thúc đẩy quá trình mở rộng của chúng ta. Điều này cũng có thể giải thích sự mở rộng sớm và nhanh chóng của vũ trụ sau Vụ Nổ Lớn.
Mặc dù lý thuyết vũ trụ hố đen có thể giải đáp một số thắc mắc, nhưng nó lại đặt ra những câu hỏi mới. Như Inside Science đã chỉ ra, lý thuyết này không giải thích được tại sao quá trình mở rộng ban đầu của vũ trụ chúng ta lại chậm lại.
Chúng ta cũng không biết vật chất từ bên ngoài chuyển thành năng lượng bên trong như thế nào. Nhưng giả sử chúng ta có thể giải quyết tất cả các vấn đề này, thì làm thế nào chúng ta có thể kiểm tra xem chúng ta có ở trong một hố đen hay không?
Nguồn: Earthlymission; Nature; NASA
