TỰ NHIÊN TỒN TẠI 11

(ĐC sưu tầm trên NET)

 

Hố Đen Vũ Trụ - Quái Vật Dải Ngân Hà | VTPLK#1

  

Hố Đen Và Hố Trắng - Chuyện Thật Như Đùa | VTPLK#2

Dải Ngân hà xuất hiện hiện tượng khiến giới khoa học lo lắng, đó là gì?

Trang Ly | 16/12/2019 20:40

'Quái vật vũ trụ' Sagittarius A*, có khối lượng gấp 4 triệu lần Mặt Trời, không cô đơn giữa trung tâm Dải Ngân hà?

• Thập kỷ rực rỡ: Khám phá phi thường của nhân loại, chứng minh tiên đoán của Einstein là đúng  
• 3.000 ngày chuẩn bị cho bước nhảy vọt vĩ đại: NASA nung nấu đánh bại Trung Quốc như thế nào?  
• Săn được lỗ đen 'quái vật' lớn nhất lịch sử nhân loại: Giới khoa học bất ngờ tột độ  
• Sức mạnh khủng khiếp của hố đen - "Quái vật vũ trụ" vừa sa lưới nhân loại  

Lỗ đen/Hố đen là một vùng không gian có trọng lực mạnh đến mức không hạt năng lượng hoặc ánh sáng nào có thể thoát khỏi nó.
Và ở ngay trung tâm thiên hà của chúng ta (tên là Dải Ngân hà) có một lỗ đen siêu lớn tên là Sagittarius A*. 'Quái vật vũ trụ' này có khối lượng gấp khoảng 4 triệu lần so với Mặt Trời của chúng ta.
Bao quanh lỗ đen siêu lớn Sagittarius A* (viết tắt là Sgr A *) là một cụm sao dày đặc. Các phép đo chính xác quỹ đạo của những ngôi sao này cho phép các nhà thiên văn xác nhận sự tồn tại của lỗ đen siêu lớn này cũng như khối lượng của nó.
Trong hơn 20 năm, nhóm của Phó giáo sư Vật lý và Thiên văn học Mỹ Smadar Naoz đã theo dõi quỹ đạo của những ngôi sao này xung quanh lỗ đen siêu lớn của trung tâm Dải Ngân hà. Dựa trên những gì giới nghiên cứu đã thấy, họ cho rằng, khả năng Sgr A * không cô đơn, nó có một người bạn nữa là lỗ đen khổng lồ, có khối lượng ít nhất gấp 100.000 lần khối lượng Mặt Trời.

Hầu như mọi thiên hà, bao gồm cả Dải Ngân hà của chúng ta, đều tồn tại một lỗ đen siêu lớn, với khối lượng gấp từ hàng triệu đến hàng tỷ lần khối lượng Mặt trời.
Cho đến nay, các nhà thiên văn học vẫn đang nghiên cứu tại sao trung tâm của các thiên hà lại chứa một lỗ đen siêu lớn.
Một trong những lý thuyết phổ biến nhất để giải thích cho điều này là những lỗ đen siêu lớn có 'đồng minh'.

Hầu như mọi thiên hà, bao gồm cả Dải Ngân hà của chúng ta, đều tồn tại một lỗ đen siêu lớn. Nguồn: Cdnoticias

Để hiểu ý tưởng này, chúng ta cần quay trở lại khi Vũ trụ khoảng 100 triệu năm tuổi, ở thời đại của những thiên hà thủa sơ khai. Các thiên hà khi đó nhỏ hơn nhiều so với các thiên hà ngày nay, thậm chí, nhỏ hơn khoảng 10.000 lần hoặc nhiều hơn so với Dải Ngân hà.
Trong những thiên hà đầu tiên này, những ngôi sao đầu tiên đã chết tạo ra các lỗ đen, có khối lượng gấp khoảng hàng chục đến hàng nghìn Mặt Trời.
Những lỗ đen này 'chìm' xuống vùng trung tâm thiên hà chủ của chúng. Theo thời gian, các thiên hà phát triển bằng cách hợp nhất và va chạm với nhau, việc va chạm giữa các thiên hà sẽ dẫn đến các cặp lỗ đen siêu lớn - Đây chính là mấu chốt của vấn đề.
Các lỗ đen của các thiên hà chủ sau đó va chạm và phát triển dần kích thước nhờ quá trình di chuyển và 'ăn' vật chất trong vũ trụ. Một lỗ đen lớn hơn 1 triệu lần khối lượng của Mặt Trời chúng ta sẽ được xem là lố đen siêu lớn.
Nếu thực sự lỗ đen siêu lớn có một 'đồng minh' xoay quanh nó theo quỹ đạo gần (Lỗ đen nhị phân - BBH), thì vùng trung tâm của thiên hà sẽ bị làm xáo trộn bởi lực hấp dẫn của cặp lỗ đen này, khiến quỹ đạo của các ngôi sao gần đó bị ảnh hưởng nặng nề, giới khoa học lo lắng.

Hình minh họa về lỗ đen nhị phân - BBH. Nguồn: Jet Propulsion Laboratory/NASA

Không những thế, khi hai lỗ đen siêu lớn quay quanh nhau, đồng thời, mỗi lỗ đen sẽ tạo ra những lực hút khủng khiếp lên các ngôi sao xung quanh nó. Nói cách khác, lỗ đen nhị phân (2 lỗ đen quay quanh nhau) sẽ khiến cho quỹ đạo một ngôi sao không thể quay lại chính xác điểm mà nó bắt đầu.
Vận dụng sự hiểu biết của chúng ta về sự tương tác hấp dẫn khổng lồ giữa cặp lỗ đen siêu lớn và các ngôi sao xung quanh, các nhà thiên văn học có thể dự đoán điều gì sẽ xảy ra với các ngôi sao.
Sử dụng dữ liệu về một ngôi sao được nghiên cứu kỹ lưỡng, có tên là S0-2, quay quanh lỗ đen siêu lớn nằm ở trung tâm của Dải Ngân hà cứ sau 16 năm, các nhà khoa học đang đứng trước hai khả năng:
- Loại trừ khả năng rằng có một lỗ đen siêu lớn thứ hai có khối lượng lớn gấp 100.000 lần khối lượng của Mặt Trời và cách chúng ta 1 khoảnh cách gấp 200 lần khoảng cách giữa Mặt Trời và Trái Đất.
Nếu lỗ đen siêu lớn của Dải Ngân hà có 'đồng minh' như vậy thì các nhà khoa học đã phát hiện ra lực hấp dẫn của chúng tác động trên quỹ đạo của ngôi sao SO-2.

- Nhưng điều đó không có nghĩa là một lỗ đen đồng hành nhỏ hơn không tồn tại bí ẩn đâu đó trong trung tâm Dải Ngân hà. Một vật thể như vậy có thể không làm thay đổi quỹ đạo của SO-2 theo cách chúng ta có thể dễ dàng đo được.

Lỗ đen siêu lớn đã nhận được rất nhiều sự chú ý gần đây của giới thiên văn học toàn thế giới.
Cụ thể, công trình bức ảnh chụp lỗ đen đầu tiên trên thế giới do tập thể các nhà khoa học thuộc dự án Kính thiên văn Chân trời Sự kiện (EHT) công bố hồi tháng 4/2019 về lỗ đen siêu lớn tại trung tâm thiên hà khồng lồ Messier 87 (cách Hệ Mặt Trời 53 triệu năm ánh sáng) đã mở ra chân trời mới để các nhà thiên văn học nghiên cứu tính chất vật lý đằng sau các lỗ đen.
Việc lỗ đen siêu lớn Sagittarius A* nằm ngay tại trung tâm Dải Ngân hà của chúng ta; cộng với việc Thái Dương Hệ chỉ cách trung tâm Dải Ngân hà 24.000 năm ánh sáng đã tạo điều kiện thuận lợi hơn cho các nhà nghiên cứu vũ trụ trong hành trình tìm hiểu các vấn đề vật lý cơ bản của các lỗ đen siêu lớn.
Nhiệm vụ khó khăn và trước tiên của các nhà vật lý thiên văn là muốn hiểu tác động của các lỗ đen siêu lớn lên các khu vực trung tâm của các thiên hà; và vai trò của chúng trong sự hình thành và tiến hóa của thiên hà.
Việc phát hiện một cặp lỗ đen siêu lớn ở trung tâm thiên hà sẽ chỉ ra rằng Dải Ngân hà đã hợp nhất với một thiên hà khác, có thể là nhỏ, tại một thời điểm trong quá khứ.
Các phép đo của ngôi sao S0-2 cho phép các nhà khoa học thực hiện một thử nghiệm độc đáo về Thuyết Tương đối rộng của Einstein.
Vào tháng 5/2018, S0-2 đã được phóng to ở khoảng cách khoảng 130 lần khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trời. Theo lý thuyết của Einstein, bước sóng ánh sáng phát ra từ ngôi sao S0-2 sẽ kéo dài từ hố hấp dẫn của lỗ đen siêu lớn.

Hình ảnh vị trí của sao S0-2 và hố đen siêu lớn Sgr A * ở trung tâm Dải Ngân hà. Nguồn: M. R. Morris University of California, Los Angeles | UCLA · Department of Physics and Astronomy.

Bước sóng kéo dài mà Einstein dự đoán - làm cho ngôi sao có vẻ đỏ hơn - đã được phát hiện và chứng minh rằng Thuyết Tương đối rộng mô tả chính xác vật lý trong vùng hấp dẫn khổng lồ này.
Các nhà vật lý thiên văn háo hức chờ đợi cách tiếp cận gần nhất thứ hai của ngôi sao S0-2, sẽ xảy ra trong khoảng 16 năm nữa, để họ có cơ hội kiểm tra thêm các dự đoán của Einstein trong Thuyết Tương đối rộng, bao gồm cả sự thay đổi hướng của quỹ đạo kéo dài của các ngôi sao.
Nhưng nếu lỗ đen siêu lớn có 'bạn đồng hành', điều này có thể làm thay đổi kết quả mong đợi.
Cuối cùng, nếu có hai lỗ đen khổng lồ quay quanh nhau tại trung tâm thiên hà (BBH), chúng sẽ phát ra sóng hấp dẫn.

• 

  Nước mắt loài voi: Sự tàn khốc từ lòng tham con người, giết voi để lấy 'báu vật' giá nghìn đô

Kể từ năm 2015, các đài quan sát LIGO-Virgo đã phát hiện ra bức xạ sóng hấp dẫn từ việc hợp nhất các lỗ đen sao và sao neutron.
Những phát hiện đột phá này đã mở ra một cách mới cho các nhà khoa học tìm hiểu thêm về Vũ trụ.
Bất kỳ sóng nào phát ra từ cặp lỗ đen giả định của chúng tôi sẽ ở tần số thấp, quá thấp để các máy dò LIGO-Virgo cảm nhận được. Nhưng một máy dò không gian là LISA có thể có thể phát hiện những sóng này, từ đó giúp các nhà vật lý thiên văn giải mã câu hỏi lớn: Lỗ đen siêu lớn trong trung tâm Dải Ngân hà tồn tại một mình hay có 'bạn đồng hành'? Và liệu chúng có hợp nhất với nhau để tạo thành một siêu hố đen khổng lồ ở trung tâm thiên hà của chúng ta?
Chuyển dịch từ công trình của Smadar Naoz, Phó Giáo sư Vật lý & Thiên văn học, Đại học California, Los Angeles, Mỹ.
Bài viết được đăng trên The Conversation.Bài viết sử dụng nguồn: Sciencealert, The Conversation

Phát hiện vụ nổ lớn chưa từng thấy trong vũ trụ, gấp 5 lần vụ nổ Big Bang

28/02/2020 16:13 GMT+7

TTO - Vụ nổ này bắt nguồn từ một lỗ đen siêu lớn thậm chí còn lớn hơn 5 lần so với vụ nổ Big Bang vốn đang được coi là 'siêu nổ' của vũ trụ.

• Phát hiện 'Mặt trăng' mới quay quanh Trái đất, nhỏ cỡ xe hơi
• Sẽ tái tạo vụ nổ lớn trong vũ trụ
• Phát triển mô hình vũ trụ trước vụ nổ Bigbang

Hình ảnh mà các nhà khoa học quan sát về vụ nổ lớn nhất trong vũ trụ, xảy ra trong cụm thiên hà Ophiuchus. Ảnh: NASA/PA

Vụ nổ này được các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân ở Washington (Mỹ) và Trung tâm Quốc tế về nghiên cứu thiên văn vô tuyến tại miền Tây Australia phát hiện khi sử dụng, so sánh các dữ liệu từ Đài quan sát tia X Chandra của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ, Đài quan sát XMM-Newton của Cơ quan Hàng không Vũ trụ châu Âu, Kính viễn vọng vô tuyến Murchison Widefield Array (MWA) ở Tây Australia và Kính viễn vọng vô tuyến Giant Metrewave ở Ấn Độ.

Vụ nổ được cho là diễn ra vào năm 2016, lớn đến nỗi đã tạo ra một miệng hố khổng lồ có thể chứa 15 Dải Ngân hà. Kích thước này lớn hơn 5 lần so với vụ nổ Big Bang - được coi là vụ nổ tạo ra vũ trụ hiện nay.

Nơi xuất phát của vụ nổ là từ một lỗ đen trong cụm thiên hà Ophiuchus cách xa Trái đất 390 triệu năm ánh sáng. Tại trung tâm của cụm thiên hà này là một thiên hà lớn có chứa lỗ đen khổng lồ. Lỗ đen này không chỉ thu hút vật chất mà còn bắn ra các tia vật chất và năng lượng.

Hình ảnh đầu tiên được đài thiên văn Chandra X-Ray ghi lại cho thấy một "cạnh cong" bất thường tại cụm thiên hà này, nhưng khi đó các nhà khoa học cho rằng chỉ là sự phun trào năng lượng lớn.

Sau khi so sánh các dữ liệu từ 4 đài quan sát, các nhà khoa học xác nhận rằng "cạnh cong" thực sự là hệ quả của một vụ nổ khổng lồ.

Hiện tại chưa thể xác định được nguyên nhân của vụ nổ nhưng các nhà khoa học đặt giả thiết rằng vụ nổ có thể xảy ra do sự tăng đột biến của năng lượng trong lỗ đen, có thể là một thiên hà đã bị hút vào bên trong trung tâm của cụm sao.

Các nhà khoa học công bố nghiên cứu này trên tạp chí Vật lý thiên văn hôm 27-2 và cho biết cần nhiều thời gian hơn để nghiên cứu về vụ nổ, nguyên nhân và những hệ quả mà nó tạo ra cho vũ trụ sau này.

Phát hiện vụ nổ sao xa nhất vũ trụ

TTO - Các nhà thiên văn học vừa phát hiện vụ nổ ngôi sao xa nhất trong vũ trụ, xảy ra cách đây hơn 10 tỉ năm.

MINH HẢI (Theo Guardian)

Lỗ đen - bí ẩn tăm tối, kỳ lạ hơn cả truyện viễn tưởng

• Hải Đăng
• 16:57 03/03/2020

Lỗ đen thậm chí có thể tiềm ẩn cánh cổng mở sang những vũ trụ khác: Lỗ sâu. Nó là một trong những bí ẩn nhất của ngành vật lý.

Có lẽ lỗ đen không thực sự “đen” như ta từng nghĩ. Một số thông tin có thể thoát ra khỏi chúng. Năm 1974, Stephen Hawking công bố các kết quả chứng minh rằng lỗ đen phải phát xạ năng lượng: Bức xạ Hawking.

Sách Stephen Hawking - Một trí tuệ không giới hạn tiết lộ nhiều thông tin về lỗ đen.

Các cặp vật chất-phản vật chất liên tục được tạo ra trong khắp vũ trụ, kể cả ở bên ngoài chân trời sự kiện của một lỗ đen. Thuyết lượng tử tiên đoán rằng một hạt có thể bị hút vào trước khi cặp hạt có cơ hội hủy nhau, và hạt kia có thể thoát ra ở dạng bức xạ Hawking. Điều này mâu thuẫn với Thuyết tương đối rộng, vốn cho rằng không gì có thể thoát khỏi lỗ đen.
Lỗ đen đem lại cho các nhà khoa học cơ hội kiểm tra Thuyết tương đối rộng trong những trường hấp dẫn cực mạnh. Họ xem lỗ đen là một cơ hội để trả lời một trong những câu hỏi lớn nhất của vật lý hạt: Tại sao chúng ta không thể dung hòa Cơ học lượng tử với Thuyết tương đối rộng?
Lỗ đen có thể là cánh cổng để đi tới tương lai hoặc một vũ trụ khác. Vượt quá chân trời sự kiện, lỗ đen uốn cong thành một trong những bí ẩn tăm tối nhất trong vật lý. Các nhà khoa học không thể giải thích cái xảy ra khi các vật băng qua chân trời sự kiện và tại điểm kì dị. Thuyết tương đối rộng và Cơ học lượng tử xung đột, và hệ phương trình Einstein phát sinh các vô hạn.
Lỗ đen thậm chí có thể tiềm ẩn cánh cổng mở sang những vũ trụ khác: Lỗ sâu. Năm 1935, Einstein giới thiệu khái niệm “lỗ sâu”. Lỗ sâu là một thiết bị có thể kết nối hai vũ trụ với nhau. Khi còn đi học, chúng ta biết khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm là một đường thẳng. Nhưng điều này không nhất thiết phải đúng nữa, vì khi cuộn một tờ giấy cho đến khi hai điểm khác nhau trên tờ giấy tiếp xúc, ta nhận ra rằng khoảng cách ngắn nhất giữa hai điểm này thực chất là một lỗ sâu.

Sách Vật lý của những điều tưởng chừng bất khả.

Nhà vật lý Matt Visser thuộc Đại học Washington cho biết: “Cộng đồng thuyết tương đối đã bắt đầu suy nghĩ về việc cần làm để đưa một số thứ như động cơ làm cong không gian hay lỗ sâu ra khỏi địa hạt khoa học viễn tưởng".
Thậm chí, Martin Rees thuộc Hội Thiên văn Hoàng gia Anh còn nhấn mạnh: “Lỗ sâu, các chiều không gian phụ và máy tính lượng tử mở ra những kịch bản mang tính tự biện, có thể biến đổi toàn bộ vũ trụ của chúng ta thành một ‘thế giới sống động’”. (Trích chương 11: ‘Nhanh hơn ánh sáng’ sách Vật lý của những điều tưởng chừng bất khả).
Vũ trụ này đầy rẫy những điều mà ta chưa hiểu hết, và lỗ đen là một thứ như vậy. Chúng thậm chí còn kỳ lạ hơn cả truyện viễn tưởng.

Lỗ đen - con quái thú hung tợn nhất vũ trụ

Lỗ đen thường được miêu tả như những kẻ hủy diệt toàn năng luôn tóm lấy và nghiền nát mọi thứ xung quanh. Nhưng thật may mắn cho vũ trụ nói chung, điều này không hoàn toàn đúng.

Bí ẩn vật chất tối đã được khoa học giải mã?

Dân trí Khi các nhà thiên văn học quan sát vũ trụ họ thấy rất nhiều thứ khác nhau: các thiên hà, các ngôi sao và thậm chí cả các hố đen đều có thể quan sát được từ ngay Trái Đất của chúng ta.

Tuy nhiên, một trong những dạng vật chất dồi dào nhất trong vũ trụ thì lại không thể nhìn thấy được, hay ít nhất là hiện nay chúng ta chưa tìm ra cách để nhìn thấy được.

Nhấn để phóng to ảnh

Vật chất tối có thể là nguồn gốc của hơn ¾ toàn bộ các sự vật hiện tượng trong vũ trụ, nhưng chúng ta không thể quan sát trực tiếp được. Thay vào đó, các nhà khoa học đã suy luận sự tồn tại của nó dựa vào cách mà các vật thể khác trong vũ trụ phản ứng với trọng lực của nó. Nhưng nó là gì, và có khi nào chúng ta có thể giải thích được nguồn gốc của nó không? Một nghiên cứu mới đây của các nhà nghiên cứu ở Trường đại học York, Mỹ, đã cố gắng trả lời câu hỏi đó. Họ đưa ra cách giải thích khá thuyết phục về vật chất tối.

Các nhà nghiên cứu ở đây cho rằng bí mật của vật chất tối nằm ở một loại hạt gọi là d-star hexaquark. Đây là một loại hạt gồm 6 hạt quark siêu nhỏ tạo nên proton và neutron. Khi xảy ra vụ nổ Big Bang, các hạt d-star hexaquark đã có rất nhiều và kết tụ lại với nhau. Cuối cùng, lượng vật chất khổng lồ này nguội đi và trở thành dạng vật chất thứ 5 được gọi là ngưng tụ Bose–Einstein. Những đám mây cực lạnh này gồm các hạt boson rất có thể chính là vật chất tối.

Giáo sư Daniel Watts của Trường đại học York giải thích “nguồn gốc của vật chất tối trong vũ trụ là một trong những câu hỏi lớn nhất cho khoa học và câu hỏi này đến nay vẫn chưa được trả lời. Những tính toán đầu tiên này của chúng tôi cho thấy ngưng tụ các hạt d-star hexaquark rất có thể chính là vật chất tối. Kết quả này đặc biệt thú vị vì nó không đòi hỏi bất cứ khái niệm nào mới trong lĩnh vực vật lý”.

Các nghiên cứu tiếp theo của nhóm sẽ củng cố hoặc loại trừ phát hiện mới này.

Phạm Hường 

Theo BRG