Hello and welcome to our community! Is this your first visit?
Kết quả 1 đến 8 của 8
  1. #1
    Guest
    Quan niệm về hố đen luôn đè chặt lên trí tưởng tượng của loài người.Đã có khá nhiều sinh vật, vật thể lạ, đáng sợ, được con người xây dựng lên trong các câu truyện thần thoại, các chuyện giả tưởng. Khoa học hiện đại ngày nay cũng đã tiết lộ những thứ quái lạ, đáng lo lắng không kém của thế giới tự nhiên. Nhưng dẫu sao những thứ này cũng
    không thể so sánh với hố đen, một vật thể có lực hấp dẫn lớn đến nỗi ánh sáng cũng không thể nào thoát ra nỗi và là nơi mà hầu như mọi định luật của tự nhiên đều bị phá vỡ. Trong những lời ghi lại của nhà vật lý Kip Thorne, một trong những chuyên gia hàng đầu thế giới nghiên cứu về hố đen :
    Trong tất cả những quan niệm của con người, từ những hình kì lân
    xa xưa của những câu truyện thần thoại cho tới những chiếc máng
    xả nước của ngành xây dựng hay những quả bom khinh khí, có lẽ
    điều kì dị nhất là hố đen: một cái hố trong khoảng không vũ trụ, với
    những rào cản nhất định sẽ khiến bất kì vật gì rơi và trong và không
    gì có thể trốn thoát, một cái hố với lực hấp dẫn mạnh tới nỗi ánh
    sáng cũng bị tóm gọn và giữ trong gọng kìm của nó, một cái hố có
    thể bẻ cong không gian và thời gian.

    Vậy hố đen thực sự là gì? Nó có thực sự tồn tại? Câu hỏi từng làm đau đầu nhiều nhà khoa học.Và để tìm ra câu trả lời,chúng ta hãy lần theo những bước chân nghiên cứu của họ.
    Bắt đầu từ lịch sử:
    Năm 1783,một nhà khoa học người Anh John Michell đã đưa ra khái niệm về một vật thể nặng đến độ cả ánh sáng cũng không thể thoát khỏi đó.Với lý thuyết cơ học cổ điển của Isaac Newton về hấp dẫn và vận tốc thoát,Michell đã tính được rằng nếu một vật thể có bán kính gấp 500 lần Mặt Trời và có mật độ bằng Mặt Trời thì vận tốc thoát ở bề mặt của nó bằng vận tốc ánh sang.Do đó mà không ai có thể nhìn thấy nó được.
    Năm 1796,nhà toán học người Pháp Pierre-Simon Laplace cũng đưa ra ý tưởng tương tự trong cuốn sách của ông.Nhưng những lần xuất bản tiếp theo thì nó đã bị loại bỏ.Có lẽ chính ông cũng đã không tin vào ý tưởng đó.Và trong suốt thế kỷ 19,nó không gây được nhiều sự chú ý vì người ta vẫn cho rằng ánh sang là sóng nên nó không có khối lượng,vì thế không bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn.
    Năm 1915,Einstein đưa ra lý thuyết tương đối rộng.Trước đó ông đã chứng minh được rằng ánh sang bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn.Và mấy tháng sau,Karl Schwarzschild đã đưa ra nghiệm cho trường hấp dẫn của một khối lượng điểm,và tiên đoán về lý thuyết sự tồn tại của một vật thể mà ngày nay chúng ta gọi là hố đen.Ngày nay,bán kính Schwarzschild được coi là bán kính của hố đen không quay,nhưng lúc bấy giờ người ta không hiểu rõ về nó.
    Năm 1920,Subrahmanyan Chandrasekhar tính toán rằng một vật thể không quay có khối lượng lớn hơn một giá trị nhất định (ngày nay chúng ta đã biết đó là giới hạn Chandrasekhar) sẽ suy sập dưới lực hấp dẫn của chinh nó và không gì có thể cản trở quá trình đó diễn ra.Tuy nhiên,một nhà vật lý khác là Arthur Eddington đã chống lại giả thuyết đó và cho rằng chắc chắn sẽ có cái gì đó xảy ra để không cho vật chất suy sụp đến mật độ vô hạn.
    Năm 1939,Robert Oppenheimer và H.Snyder tiên đoán rằng các ngôi sao nặng sẽ phải chịu sự suy sập do hấp dẫn.Các hố đen có thể hình thành trong tự nhiên.Trong một thời gian,người ta gọi các vật thể như vậy là các “ngôi sao bị đóng băng” vì sự suy sập sẽ bị chậm đi nhanh chóng và ngôi sao sẽ trở nên rất đỏ khi đạt đến gần giới hạn Schwarzschild.Tuy nhiên,phần lớn các nhà vật lý lúc đó tin rằng hố đen là một nghiệm đối xứng cao đặc biệt do Schwarzschild tìm ra,và các vật thể suy sập trong tự nhiên sẽ không tạo nên các hố đen.
    Năm 1967 việc nghiên cứu về hố đen trở nên sôi nổi do những tiến bộ của lý thuyết và thực nghiệm.Stephen Hawking và Roger Penrose đã chứng minh rằng các hố đen là các nghiệm tổng quát của lý thuyết hấp dẫn Einstein,và trong một số trường hợp,sự suy sập để tạo nên hố đen là không tránh khỏi.Và việc tìm ra sao pulsar cũng khiến người ta quan tâm đến lĩnh vực này hơn.Ngay sau đó,nhà vật lý John Wheeler đã sử dụng từ hố đen để chỉ các vât thể khi bị suy sập đến mật độ vô hạn.
    Tổng hợp từ:wikipedia,vietsciences,sách của Stephen Hawking và sách của Don Nardo.
    (còn tiếp...)

  2. #2
    Ngày tham gia
    Aug 2015
    Bài viết
    0
    Hố đen thực sự là gì?
    Khái niệm hố đen có thể hiểu là một vật thể có mật độ khối lượng lớn đến nỗi lực hấp dẫn làm cho mọi vật thể không thể nào thoát ra được,trừ việc đi xuyên qua đường hầm lượng tử.Trường hấp dẫn mà hố đen tạo ra rất lớn,vì vậy,vận tốc thoát ở vùng gần hố đen lớn hơn vận tốc ánh sáng.Mà vận tốc ánh sáng là vận tốc cực đại cho nên không có một vật thể nào,kể cả ánh sáng có thể thoát ra khỏi hố đen.Từ “hố đen” không chỉ dừng lại ở khái niệm “hố” mà chỉ một vùng không gian bị ảnh hưởng bởi hố đen.Lý thuyết về hố đen là một trong số các lý thuyết hiếm hoi trong vật lý bao trùm mọi thang đo khoảng cách,từ kích thước cực nhỏ (thang Planck) đến kích thước quan sát vũ trụ,do vậy có thể kiểm chứng cùng lúc thuyết lượng tử và thuyết tương đối.
    Nghiên cứu hố đen yêu cầu các kiến thức về lý thuyết tương đối rộng của không-thời gian cong: tính chất đặc biệt nhất là sự biến dạng của không-thời gian xung quanh các hố đen.
    Chân trời sự kiện
    Là khái niệm chỉ bề mặt của hố đen,đó là bề mặt ảo xung quanh hố đen.Stephen Hawking đã sử dụng định lý Gauss-Bonnet để chứng minh rằng hình học tô-pô của chân trời sự kiện của một hố đen (bốn chiều) là một hình cầu.Tại chân trời sự kiện,vận tốc thoát chính bằng vận tốc ánh sáng.Do đó,không có bất kỳ vật gì bên trong chân trời sự kiện có thể thoát ra khỏi đó vì trường hấp dẫn quá mạnh của hố đen.Chân trời sự kiện trùng với đường truyền của tia sáng vừa chớm không thoát ra được khỏi hố đen.
    Theo lý thuyết tương đối rộng cổ điển,các hố đen có thể được đặc trưng bởi ba thong số: khối lượng,mô men động lượng và điện tích.Nguyên lý này đã được John Wheeler tóm tắt trong câu nói “hố đen không có tóc”.
    Các vật thể chuyển động trong trường hấp dẫn thì thời gian sẽ bị chậm đi được gọi là sự giãn nở của thời gian. Điều này đã được chứng minh bằng thực nghiệm trong một thí nghiệm phóng tên lửa do thám vào năm 1976, và được tính đến trong Hệ thống định vị toàn cầu (GPS). Gần chân trời sự kiện, sự giãn nở thời gian xảy ra rất nhanh. Đối với một người quan sát từ bên ngoài thì họ sẽ đợi một khoảng thời gian vô tận để quan sát vật thể khi vật thể đến gần chân trời sự kiện vì ánh sáng từ vật thể bị dịch chuyển vô hạn về phía đỏ.
    Điểm kỳ dị
    Thuyết tương đối rộng tiên đoán rằng tại tâm của hố đen,bên trong chân trời sự kiện có một điểm kỳ dị (singularity) ,tại đó độ cong của không thời gian trở nên vô hạn và lực hấp dẫn cũng mạnh vô hạn.Không-thời gian bên trong chân trời sự kiện rất đặc biệt, trong đó tất cả các đều chuyển động vào tâm mà không thể cưỡng lại được (Penrose và Hawking). Điều này có nghĩa là tồn tại một sai lầm về khái niệm về hố đen mà John Michell đề xuất trước đây. Theo lý thuyết của Michell, vận tốc thoát bằng vận tốc ánh sáng, tuy vậy, vẫn còn một xác suất lý thuyết để vật thể có thể thoát ra giống như kéo vật thể ra ngoài bằng một sợi dây. Lý thuyết tương đối rộng loại bỏ những kẽ hở (loophole) như thế này vì vật thể nằm trong chân trời sự kiện thì thời gian tuyến sẽ có một điểm kết cho bản thân thời gian, và không thể có được vũ trụ tuyến khả dĩ mà có thể thoát ra khỏi hố đen được.
    Người ta tin rằng những tiến triển hoặc khái quát hóa lý thuyết tương đối rộng trong tương lai (đặc biệt là hấp dẫn lượng tử) sẽ làm thay đổi suy nghĩ của chúng ta về phần bên trong của hố đen. Phần lớn các nhà lý thuyết đều giải thích điểm kỳ dị về toán học của các phương trình là dấu hiệu cho thấy lý thuyết hiện hành là không hoàn thiện, và rằng các hiện tượng mới sẽ được phát hiện khi ta tiến gần đến điểm kỳ dị. Câu hỏi này có thể rất hàn lâm vì giả thuyết giám sát vũ trụ đòi hỏi không thể có mặt các điểm kỳ dị trần trụi trong lý thuyết tương đối rộng: mỗi điểm kỳ dị phải nấp sau chân trời sự kiện và không thể bị khám phá.

    Một trường phái tư tưởng khác cho rằng chẳng có điểm kỳ dị nào cả, bởi vì, các lực giống như lực gây ra thủy triều sẽ làm giảm mật độ vật chất khi nó đi xuyên qua chân trời sự kiện. Nếu một nhà du hành vũ trụ lỡ để chân của anh ta rơi vào hố đen thì các lực thủy triều dọc theo bán kính sẽ kéo đầu và chân của anh ta theo hai hướng ngược nhau và do đó, sẽ làm giảm mật độ (tức là tăng thể tích) trong khi đó thì lực thủy triều tại một bán kính không đổi có xu hướng kéo hai tay anh ta lại với nhau khi bán kính hội tụ, làm gia tăng mật độ (giảm thể tích). Tuy nhiên, tại chân trời sự kiện, bán kính đó lại song song với nhau trong giản đồ nhúng (giản đồ để hình dung nghiệm Schwarzschild trong không gian Euclide), không hội tụ, do đó, mật độ vật chất sẽ giảm và làm dừng quá trình suy sập hấp dẫn.
    Tổng hợp từ:wikipedia,vietsciences,sách của Stephen Hawking và sách của Don Nardo.
    (còn tiếp...)

  3. #3
    Ngày tham gia
    Jul 2015
    Bài viết
    0
    Như đã nói ở trên,không có bất cứ vật thể nào,kể cả ánh sáng có thể thoát ra khỏi chân trời sự kiện của hố đen.Vậy thì một hố đen sẽ không thể phát ra bất cứ một bức xạ nào,có nghĩa là hoàn toàn đen.Nhưng Stephen Hawking lại cho rằng,hố đen cũng không phải là quá đen,tức là nó cũng phát sáng như những vật nóng,và các hố đen càng nhỏ thì chúng phát sáng càng mạnh.Và như vậy một điều thật nghịch lý là các hố đen càng nhỏ thì càng dễ phát hiện hơn các hố đen lớn.Người ta gọi đó là bức xạ Hawking.


    Nhưng làm sao các hố đen lại có thể phát ra các hạt trong khi chúng ta biết được rằng không có vật gì từ phía trong lại có thể thoát ra khỏi chân trời sự kiện?
    Câu trả lời mà cơ học lượng tử đã nói với chúng ta là :các hạt không phát ra từ bên trong hố đen mà là từ không gian trống rỗng ở ngay bên ngoài chân trời sự kiện của hố đen.Bởi vì cái không gian trống rỗng theo suy nghĩ của chúng ta lại không hoàn toàn trống rỗng,vì điều đó có nghĩa là tất cả các trường như trường hấp dẫn và trường điện từ sẽ cần phải bằng 0.Tuy nhiên,giá trị của trường và tốc độ thay đổi của nó theo thời gian cũng giống như vị trí và vận tốc của hạt: nguyên lý bất định buộc rằng nếu người ta biết một trong hai đại lượng đó càng chính xác thì biết về đại lượng kia càng kém chính xác.Do đó,trong không gian trống rỗng,trường không cố định ở giá trị chính xác bằng 0,bởi vì nếu trái lại thì trường sẽ có cả giá trị chính xác (bằng 0) và tốc độ thay đổi cũng trị chính xác (bằng 0) .Cần phải có một lượng bất định tối thiểu nào đó,tức là có những thăng giáng lượng tử trong giá trị của trường.Người ta có thể xem những thăng giáng đó như một cặp hạt ánh sáng hoặc hấp dẫn cùng xuất hiện ở một thời điểm nào đó,đi ra xa nhau rồi lại gặp lại và hủy nhau.Những hạt này là những hạt ảo giống như các hạt mang lực hấp dẫn của Mặt Trời:không giống các hạt thực,chúng không thể quan sát được một cách trực tiếp bằng máy dò hạt.Tuy nhiên những hiệu ứng gián tiếp của chúng ,chẳng hạn những thay đổi nhỏ về năng lượng của các quỹ đạo electron trong nguyên tử,đều có thể đo được và phù hợp với những tính toán lý thuyết với một mức độ chính xác rất cao.

    Nguyên lý bất định cũng tiên đoán rằng,có cả những cặp hạt vật chất mà một thành viên và hạt và thành viên kia là phản hạt.Vì năng lượng không thể sinh ra từ hư vô nên một thành viên của cặp hạt-phản hạt có năng lượng dương và thành viên kia sẽ có năng lượng âm.Thành viên có năng lượng âm buộc phải là hạt ảo có thời gian sống ngắn,vì các hạt thực luôn có năng lượng dương trong các tình huống thông thường.Nhưng khi có mặt hố đen,hạt ảo với năng lượng âm khi rơi vào hố đen cũng có thể trở thành hạt thực hoặc phản hạt thực với năng lượng dương.Khi đó,nó có thể thoát ra ngoài vùng lân cận của hố đen và với người quan sát ở xa thì dường như nó được phát ra từ hố đen.Hố đen càng nhỏ thì khoảng cách mà hạt có năng lượng âm cần phải đi trước khi trở thành hạt thực sẽ càng ngắn và vì vậy tốc độ phát xạ và nhiệt độ biểu kiến của hố đen càng lớn.

    Năng lượng dương của bức xạ đi ra sẽ được cân bằng bởi dòng hạt năng lượng âm đi vào hố đen.Do năng lượng tỷ lệ với khối lượng nên dòng năng lượng âm đi vào hố đen sẽ làm giảm khối lượng của nó.Hố đen mất năng lượng nên diện tích chân trời sự kiện sẽ giảm,nhưng nó lại được bù lại còn nhiều hơn bởi entropy của bức xạ phát ra,như vậy định luật thứ hai của nhiệt động lực học sẽ không bị vi phạm.
    Hơn nữa,khối lượng của hố đen càng nhỏ thì nhiệt độ của nó càng cao.Khi hố đen mất khối lượng thì nhiệt độ và tốc độ bức xạ của nó tăng,dẫn đến nó mất khối lượng còn nhanh hơn nữa.Điều gì xảy ra khi khối lượng của hố đen cuối cùng cũng trở nên cực kỳ nhỏ hiện vẫn chưa rõ,nhưng sẽ rất có lý khi chúng ta phỏng đoán rằng nó sẽ hoàn toàn biến mất trong sự bùng nổ bức xạ khổng lồ cuối cùng,tương đương với sự bùng nổ của hang triệu quả bom H.


    Vào ngày 21 tháng 7 năm 2004 Stephen Hawking tuyên bố rằng cuối cùng thì các hố đen sẽ giải phóng các thông tin mà chúng nuốt, đảo ngược lại quan điểm mà ông đưa ra trước đó là thông tin sẽ bị biến mất. Ông cho rằng, nhiễu loạn lượng tử của chân trời sự kiện có thể cho phép thông tin thoát ra từ một hố đen và ảnh hưởng đến bức xạ Hawking. Lý thuyết vẫn chưa được các nhà khoa học phản biện, nhưng nếu nó được chấp nhận thì dường như chúng ta đã giải quyết được nghịch lý về thông tin hố đen.
    Tổng hợp từ:wikipedia,vietsciences,sách của Stephen Hawking và sách của Don Nardo.
    (còn tiếp...)
    (còn tiếp...)

  4. #4
    Ngày tham gia
    Jul 2015
    Bài viết
    0
    Phương trình toán học của thuyết tương đối rộng của Einstein cho phép tồn tại hố đen ở mọi kích thước,bao gồm cả những hố đen rất nhỏ.Sau khi John Wheeler đặt ra thuật ngữ hố đen năm 1967,một số các nhà khoa học bắt đầu đặt ra giả thuyết về những hố đen siêu nhỏ.Một hố đen siêu nhỏ có thể có kích thước của môt nguyên tử.Nhưng vật chất của nó có thể đặc đến nỗi nó nặng tới 100 nghìn tỷ tấn.Và ngay cả những hố đen nhỏ hơn,bằng kích thước của một hạt nhân nguyên tử cũng có thể kéo cán cân về khoảng một tỷ tấn.

    Một hố đen nhỏ như vậy có thể không liên quan gì với kích thước của các vì sao,hay hố đen của các vì sao.Vì khối lượng của chúng thấp hơn giới hạn Chandrasekhar nên chúng không thể được tạo thành bởi sự co lại do hấp dẫn.Vậy lực gì hay quá trình nào có thể tạo ra hố đen siêu nhỏ như vậy? Trong những năm đầu 1970,nhà vật lý học người Anh Stephen Hawking đã đưa ra câu trả lời đáng tin cậy,cụ thể là những thiên thể nhỏ xíu này đến từ Big Bang,một vụ nổ khổng lồ mà lúc đầu,hầu hết các nhà khoa học tin rằng,vũ trụ hiện tại được sinh ra.Vì nó chỉ được tạo thành nếu vật chất của nó được nén đến mật độ cực lớn bởi một áp suất rất cao từ bên ngoài.Điều kiện như thế có thể xảy ra trong một quả bom khinh khí rất lớn.Nhà vật lý John Wheeler đã tính ra rằng nếu ta lấy toàn bộ nước nặng trong tất cả các đại dương thì ta có thể chế tạo được quả bom khinh khí mạnh có thể nén được vật chất ở tâm tới mức có thể tạo nên một hố đen.Nhưng sẽ thực tiễn hơn nếu ta cho rằng nó tạo thành dưới nhiệt độ và áp suất cao ở giai đoạn rất sớm của vũ trụ.Nhưng hố đen chỉ có thể tạo thành nếu vũ trụ ở giai đoạn sớm không trơn tru và đều đặn.Tức là những vùng vật chất được nén với những áp suất khác nhau.

    “Với một lượng lớn vật chất đang bung ta ở khắp mọi nơi” Isaac Asimov giải thích.
    Một vài bộ phận của các thứ đang giãn nở có thể va chạm với nhau.Một phần của các vật chất va chạm sau đó được ép chặt với áp suất cực lớn từ mọi hướng.Các vật chất bị ép này sau đó có thể co lại thành một điểm và sự gia tăng cường đọ hấp dẫn đã ép chúng co lại mãi mãi.
    Hawking và những người khác cho rằng có hàng ngàn hố đen siêu nhỏ như vậy tồn tại ở khắp nơi trong vũ trụ.Nếu vậy,sớm hay muộn gì một vài trong số chúng sẽ đến một tiểu hành tinh,hành tinh hay các thiên thể lớn và bị hút lại do lực hấp dẫn của chúng.Một cuộc gặp gỡ như vậy vừa nguy hiểm vừa thê thảm.Theo Asmov: Nếu một hố đen siêu nhỏ va chạm với thiên thể lớn hơn,nó sẽ khoan xuyên qua thiên thể đó.Nó sẽ nhấn chìm mảnh vật chất đầu tiên va chạm,giải phóng ra năng lượng đủ lớn để làm nóng chảy và bốc hơi phần vật chất trước mặt ngay lập tức.Sau đó nó sẽ đi qua làn hơi nóng,hấp thu nó khi di chuyển và tăng thêm sức nóng,đi ra khỏi thiên thể đó và trở thành hố đen lớn hơn khi đi vào.

    Đường hầm đi qua một hành tinh do hố đen siêu nhỏ gây ra quá nhỏ và quá hẹp đến nỗi còn khó phát hiện hơn cả một đường hầm do kiến đào trong vườn nữa.Nếu một hố đen siêu nhỏ tồn tại,thì các tác động của chúng lên các thiên thể lớn là rất nhỏ đối với con người và các thực thể sống khác trong vũ trụ.
    Tổng hợp từ:wikipedia,vietsciences,sách của Stephen Hawking và sách của Don Nardo.
    (còn tiếp...)

  5. #5
    Ngày tham gia
    Jul 2015
    Bài viết
    0
    Tiên đoán của thế kỷ hai mươi về sự tồn tại của hố đen đã nêu ra một câu hỏi là bằng cách nào mà một thiên thể kỳ dị như vậy được hình thành?Qua thời gian,các nhà khoa học bắt đầu nhận ra có nhiều câu trả lời cho câu hỏi này,dựa vào kích thước của hố đen.Suốt từ thời của Michell và Laplace,các nhà thiên văn học và vật lý học đã tập trung vào kích thước của thiên thể có lực hấp dẫn lớn.Vì vậy nhiệm vụ tìm hiểu một thiên thể như vậy hình thành như thế nào được tập trung vào vòng đời và các quá trình vật lý của chúng trong phạm vi các vì sao.


    Theo các nhà khoa học thì lỗ đen có thể được hình thành bằng những cách khác nhau.

    Từ cái chết của một ngôi sao:
    Sự tạo thành hố đen từ cái chết của một ngôi sao được thực hiện trong nhiều giai đoạn.Khi một ngôi sao cạn kiệt nhiên liệu,phản ứng nhiệt hạch không cung cấp đủ năng lượng để cân bằng với trọng lực của chính nó.Và ngôi sao đó bắt đầu quá trình suy sập do hấp dẫn.Lúc này,ngôi sao cố gắng cầm cự bằng cách sử dụng nốt chút nhiên liệu còn lại.Nhưng khi không còn đủ nhiên liệu cho phản ứng nhiệt hạch thì ngôi sao phồng vô cùng to lớn để trở thành một ngôi sao khổng lồ đỏ.Sau quá trình này,tùy thuộc vào khối lượng của ngôi sao mà sẽ có ba khả năng xảy ra:
    -Nếu khối lượng của ngôi sao nhỏ hơn 1,4 lần khối lượng Mặt Trời thì nó sẽ trở thành Sao lùn trắng.
    -Nếu ngôi sao có khối lượng từ 1,4 đến 3,2 lần của khối lượng Mặt Ttrời thì nó trở thành Sao notron
    -Nếu khối lượng của sao lớn hơn 3,2 khối lượng Mặt Trời thì nó sẽ trở thành một hố đen.


    Biểu đồ thể hiện sự phát triển của một ngôi sao theo khối lượng của nó.


    Từ những cách khác:
    Người ta còn cho rằng hố đen còn có thể được sinh bởi những cách khác ngoài cái chết của một ngôi sao.Đó có thể là ngay sau khi vũ trụ được sinh ra,tức là sau vụ nổ Big Bang.Dưới sức ép của vụ nổ,có thể có một phần vật chất nào đó bị co lại mức tới hạn và trở thành một hố đen.

    Hoặc tại tâm của các thiên hà có một đám sao bị hút và co đặc lại thành khối lượng nhỏ với khối lượng rất lớn.Và khi đám sao này đủ đặc thì nó sẽ trở thành một hố đen.Và đây thực sự là những hố đen khổng lồ.Người ta cho rằng tại tâm của Ngân hà chúng ta cũng có một hố đen như vậy.


    Như đã nói ở trên,chỉ những ngôi sao nào có khối lượng lớn hơn 3,2 lần khối lượng Mặt Trời thì khi suy sập mới tạo thành hố đen.Nhưng có những giả thuyết cho rằng còn có những hố đen có khối lượng nhỏ hơn thế rất nhiều.Có thể chỉ bằng kích thước của một hạt nhân nguyên tử và nặng khoảng một tỷ tấn.Đó là những hố đen siêu nhỏ.
    Tổng hợp từ:wikipedia,vietsciences,sách của Stephen Hawking và sách của Don Nardo.
    (còn tiếp...)

  6. #6
    Ngày tham gia
    Jul 2015
    Bài viết
    0
    Karl Schwarzschild trình bày phương trình của mình đối với một hố đen được giả thuyết là không tự quay quanh trục.Vì vậy các nhà khoa học gọi một hố đen giả thuyết không quay là hố đen Schwarshild.Kiểu hố này khá tốt khi dùng để tính toán khoảng cách từ điểm kỳ dị tới chân trời sự kiện.Nhưng nó có chính xác khi biểu diễn trạng thái của một hố đen thực sự hay không?Hầu hết các nhà vật lý cho là không.Lý do là vì họ đã biết rằng tất cả các thiên thể quan sát được trong vũ trụ đều vừa quay quanh trục vừa tạo ra một tính chất đo đạc được là momen động lượng.

    Momen động lượng là xu hướng một vật thể đang quay tiếp tục giữ sự tự quay đó.Nếu vật thể đó lớn hơn hay nhỏ đi,năng lượng quay ban đầu của nó vẫn được bảo toàn nhờ điều chỉnh vận tốc quay cho thích hợp.Hiệu ứng này có thể thấy khi một ngôi sao suy sập thành sao notron.Ngôi sao ban đầu tự quay với vận tốc xác định.Sau khi suy sập,momen động lượng của nó được chuyển sang sao notron nhỏ hơn nhiều,lúc này nó có thể quay với vận tốc nhiều vòng trên giây.Điều này là bằng chứng cho thấy hố đen cũng đi theo cảnh tương tự.Isaac Asmov tóm tắt như sau:
    “Khi một ngôi sao suy sập,để được như vậy,vận tốc tự quay phải tăng lên.Sự suy sập càng nhiều,vận tốc tự quay của nó càng lớn.Một ngôi sao notron mới có thể quay hàng ngàn vòng trên giây.Hố đen phải quay nhiều hơn vậy.Không có cách gì chỗi cãi được điều đó.Chúng ta có thể nói mọi hố đen đều có khối lượng và momen động lượng.”

    Như vậy,cái chúng ta cần khi Schwarzschild công bố tính toán của mình cho các hố đen không quay là một đáp án toán học biểu diễn dùng được cho các hố đen quay,vì người ta tin rằng mọi hố đen đều quay.Mục tiêu này đạt được vào năm 1963 nhờ nhà thiên văn học New Zealand tên Roy P.Kerr,kể từ đó,để vinh danh Kerr,các nhà khoa học thường gọi các hố đen quay là hố đen Kerr.

    Về lý thuyết, chân trời sự kiện của một lỗ đen không quay là một hình cầu, và điểm kỳ dị của nó là một điểm. Nếu lỗ đen có mô men góc (thừa hưởng từ ngôi sao quay trước khi bị suy sập thành lỗ đen) thì nó sẽ kéo theo cả không-thời gian xung quanh chân trời sự kiện. Vùng không gian xung quanh chân trời sự kiện được gọi là hình cầu sản công (Ergosphere) và có dạng một hình e-líp. Vì hình cầu sản công định vị bên ngoài chân trời sự kiện nên các vật thể có thể tồn tại bên trong hình cầu sản công mà không bị rơi vào hố đen. Tuy nhiên, vì bản thân không-thời gian chuyển động bên trong hình cầu sản công nên các vật thể không thể có một vị trí cố định. Các vật thể trượt trên hình cầu sản công vài lần có thể bị văng ra ngoài với vận tốc rất lớn và giải thoát năng lượng (và mô men góc) khỏi lỗ đen - do đó mới có tên "hình cầu sản công" vì nó có khả năng tạo ra công cơ học.

    Mô hình hố đen với hình cầu sản công

    Tổng hợp từ:wikipedia,vietsciences,sách của Stephen Hawking và sách của Don Nardo.
    (còn tiếp...)

  7. #7
    Ngày tham gia
    Jul 2015
    Bài viết
    0
    Lý thuyết cho thấy rằng chúng ta không thể quan sát lỗ đen một cách trực tiếp bằng ánh sáng phát xạ hoặc phản xạ vật chất bên trong lỗ đen. Tuy nhiên, các vật thể này có thể được quan sát một cách gián tiếp các hiện tượng xung quanh chúng như là thấu kính hấp dẫn và các ngôi sao chuyển động xung quanh một vật dường như vô hình.

    Hiệu ứng đáng nghi ngờ nhất là vật chất rơi vào lỗ đen (giống như nước đổ vào đường thoát nước) sẽ tập hợp lại với nhau tạo nên một đĩa bồi tụ quay rất nhanh và rất nóng xung quanh lỗ đen trước khi bị nó nuốt. Ma sát xuất hiện tại những vùng lân cận đĩa làm cho đĩa trở nên vô vùng nóng và được thoát ra dưới dạng tia X. Quá trình nung nóng này cũng vô cùng hiệu quả và có thể biến 50% khối lượng của vật thể thành năng lượng bức xạ, trái ngược với phản ứng nhiệt hạch, trong đó, chỉ khoảng vài phần trăm khối lượng được biến thành năng lượng. Các tính toán khác tiên đoán các hiệu ứng trong đó các luồng hạt chuyển động rất nhanh với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng được phóng ra ở hai trục của đĩa.




    Hình vẽ mô tả quá trình vật chất rơi vào lỗ đen tập hợp lại với nhau tạo nên một đĩa bồi tụ quay rất nhanh và rất nóng xung quanh lỗ đen trước khi bị nó nuốt.

    Tuy nhiên, các đĩa bồi tụ, các luồng hạt chuyển động nhanh, các vật thể chuyển động xung quanh một vật vô hình không chỉ có thể do lỗ đen gây ra mà còn có thể do các vật thể khác như các sao neutron chẳng hạn, và động lực học của các vật thể gần các "lỗ không đen" này rất giống như động lực học của các vật thể xung quanh lỗ đen và việc nghiên cứu về chúng là lĩnh vực nghiên cứu rất phức tạp và năng động hiện nay. Nó bao gồm ngành vật lý plasma và từ trường. Do đó, trong phần lớn các quan sát về đĩa gia tốc và chuyển động quỹ đạo chỉ cho biết về khối lượng của vật thể cô đặc mà thôi, chứ không cho biết về bản chất của vật thể đó. Việc xác định vật thể đó là lỗ đen yêu cầu các giả thuyết bổ sung là không có vật thể nào khác (hoặc các hệ liên kết với vật thể) có thể nặng và cô đặc đến thế. Phần lớn các nhà vật lý thiên văn chấp nhận rằng, trong trường hợp này, theo lý thuyết tương đối rộng, bất kỳ vật nào có mật độ vật chất đủ cao đều phải co lại thành một lỗ đen.

    Một khác biệt quan sát quan trọng giữa các lỗ đen và các ngôi sao đặc, khối lượng lớn khác là bất kỳ vật chất rơi vào các vật thể khối lượng lớn thì cuối cùng cũng phải va chạm với vật thể đó với một vận tốc rất lớn, dẫn đến việc lóe sáng dị thường của các tia X với cường độ rất mạnh cùng với các bức xạ khác. Cho nên, nếu không có các lóe sáng bức xạ như thế xung quanh vật thể cô đặc thì có thể được coi là bằng chứng để cho rằng nó là một lỗ đen, nơi mà không có bề mặt để vật chất có thể va đập vào đột ngột.

    Ngoài ra ta cũng có thể nhận ra một hố đen khi nó nằm giữa Trái đất và ngôi sao.Hố đen tác động như một thấu kính.Ánh sáng sẽ khúc xạ hướng về phía Trái đất và trở nên sáng hơn.Người ta có thể kết luận là có hố đen nằm giữa Trái đất và ngôi sao đó.
    Và ta cũng có thể thăm dò ra được hố đen bằng cách tính khối lượng của một số vùng trong không gian.Nếu ta bắt gặp một vùng nhỏ màu đen khối lượng rất lớn thì nơi đó có thể tìm thấy hố đen.


    Không có hố đen


    Có hố đen

    Tổng hợp từ:wikipedia,vietsciences,sách của Stephen Hawking và sách của Don Nardo.
    (còn tiếp...)

  8. #8
    Ảnh hưởng của trường hấp dẫn của lỗ đen có thể xác định từ lý thuyết tương đối. Khi một vật thể tiến lại gần tâm của lỗ đen không quay (hố đen Schwarzschild) thì người quan sát từ xa sẽ thấy vật thể đó tiến đến chân trời sự kiện một cách chậm dần vì một quang tử từ vật thể đó phải mất một thời gian lâu hơn để thoát ra khỏi ảnh hưởng của lỗ đen để cho người quan sát biết số phận của vật thể đó.

    Đối với bản thân vật thể, nó sẽ đi qua chân trời sự kiện và đến điểm kỳ dị, hoặc vào tâm của lỗ đen trong một khoảng thời gian hữu hạn. Khi nó đi qua chân trời sự kiện thì ánh sáng không thể thoát khỏi lỗ đen được nữa nên người quan sát ở ngoài lỗ đen sẽ không còn có thể biết thông tin của vật thể. Khi vật thể tiến gần hơn nữa đến điểm kỳ dị, nó sẽ bị kéo dài ra và ánh sáng phát ra từ phần vật thể gần lỗ đen nhất sẽ bị dịch chuyển đỏ (hiệu ứng Doppler cho ánh sáng) cho đến khi tất cả các phần biến mất.
    Gần điểm kỳ dị, sự sai khác của trường hấp dẫn giữa điểm gần và điểm xa trên vật thể rất lớn, điều này sẽ tạo nên một lực thủy triều làm cho vật thể bị kéo và bị xé ra, điều này được gọi là quá trình "tạo mì ống" (spaghettification).

    Ở khoảng cách đủ xa, các hạt có thể di chuyển tự do theo mọi hướng.


    Gần giới hạn chân trời sự kiện, không-thời gian bị uốn cong, các hạt có xu hướng chuyển động về phía lỗ đen.


    Phía trong chân trời sự kiện, các hạt đều chuyển động vào tâm lỗ đen, không thể thoát được

    Tổng hợp từ:wikipedia,vietsciences,sách của Stephen Hawking và sách của Don Nardo.
    (còn tiếp...)


 

Quyền viết bài

  • Bạn Không thể gửi Chủ đề mới
  • Bạn Không thể Gửi trả lời
  • Bạn Không thể Gửi file đính kèm
  • Bạn Không thể Sửa bài viết của mình
  •