Lý luận phản bác giả thuyết lỗ đen vũ trụ của Stephen Hawking

Mới đây, phó giáo sư vật lý Dejan Stojkovic cùng với nghiên cứu sinh Anshul Saini đã thực hiện nghiên cứu phản bác lại giả thuyết lỗ đen của nhà khoa học Stephen Hawking.

• Lỗ đen và nghịch lý Hawking
• Ông hoàng vật lý Hawking nói về vật chất tối

Phản bác giả thuyết lỗ đen vũ trụ của Stephen Hawking

Khái niệm lỗ đen vũ trụ

Các nhà khoa học đã lý giải lỗ đen là một vùng trong không gian có trường hấp dẫn lớn đến mức lực hấp dẫn của nó không để cho bất cứ một dạng vật chất nào, kể cả ánh sáng thoát ra khỏi mặt biên (chân trời sự kiện) của nó, trừ khả năng thất thoát vật chất khỏi lỗ đen nhờ hiệu ứng đường hầm lượng tử.

Lỗ đen vũ trụ luôn là một ẩn số thu hút sự chú ý của các nhà khoa học

Vật chất muốn thoát khỏi lỗ đen phải có vận tốc thoát lớn hơn vận tốc ánh sáng trong chân không, mà điều đó không thể xảy ra trong khuôn khổ của lý thuyết tương đối, ở đó vận tốc ánh sáng trong chân không là vận tốc giới hạn lớn nhất có thể đạt được của mọi dạng vật chất. Lỗ đen không biểu hiện như những ngôi sao sáng bình thường, chúng chỉ được quan sát gián tiếp qua sự tương tác trường hấp dẫn của lỗ đen đối với không gian xung quanh.

Lý thuyết về lỗ đen là một trong những lý thuyết vật lí hiếm hoi, bao trùm mọi thang đo khoảng cách, từ kích thước cực nhỏ (thang Planck) đến các khoảng cách vũ trụ rất lớn, nhờ đó nó có thể kiểm chứng cùng lúc cả thuyết lượng tử lẫn thuyết tương đối. Sự tồn tại của lỗ đen được dự đoán bởi lý thuyết tương đối rộng.

Các lý thuyết về hố đen vũ trụ

Năm 1970, Stephen Hawking cho rằng hố đen có khả năng bức xạ ra các hạt. Thông qua quá trình này, năng lượng của lỗ đen sẽ dần mất đi và cuối cùng chính lỗ đen cũng sẽ biến mất. Sau đó ông tiếp tục kết luận rằng các hạt phát ra từ một lỗ đen sẽ không cung cấp một manh mối nào về những gì nằm trong lỗ đen. Theo đó, những thông tin trong lỗ đen sẽ bị mất đi hoàn toàn cùng với lỗ đen.

Phó giáo sư vật lý Dejan Stojkovic cùng với nghiên cứu sinh Anshul Saini đã đưa ra lý luận phản bác giả thuyết lỗ đen của Stephen Hawking

Tuy nhiên, đối với các nhà khoa học, điều này rất khó chấp nhận bởi theo cơ học lượng tử thì thông tin phải được bảo tồn. Thông tin chỉ trở nên khó tìm kiếm chứ không thể mất đi vì nó có liên hệ với thực tại và quá khứ. Khái niệm “Nghịch lý thông tin” tồn tại từ thời điểm đó và được coi là một trong những vấn đề cơ bản nhất và cũng phức tạp nhất trong vật lý hiện đại hơn 40 năm qua.

Tuy nhiên, trong một kết quả nghiên cứu mới đây của phó giáo sư vật lý Dejan Stojkovic cùng với nghiên cứu sinh Anshul Saini tại đại học Buffalo bằng các tính toán cụ thể đã chứng minh được rằng, nghịch lý thông tin lỗ đen có thể không tồn tại bởi thông tin không hề mất đi. Theo đó, các bức xạ hạt phát ra từ lỗ đen có thể chứa các thông tin bên trong lỗ đen bao gồm đặc tính của các vật chất hình thành nên lỗ đen ở thời điểm khởi đầu cũng như đặc tính của các vật chất và năng lượng ở bên trong lỗ đen.

Theo phó giáo sư Stojkovic, đây là một phát hiện quan trọng, bởi mặc dù “nghịch lý thông tin” vẫn gây nhiều tranh cãi nhưng trước đó, ngay cả với những nhà vật lý có quan điểm trái chiều vẫn chưa thể giải thích một cách thuyết phục tại sao thông tin không bị mất đi.