Thời gian quay ngược bên trong hố đen

5.166

Các nhà khoa học tại Đại học California (Mỹ) phát hiện ra rằng không phải lúc nào thời gian cũng đi về phía trước, ít nhất là bên trong các hố đen.

Bên trong hố đen có những gì?

Trong nghiên cứu công bố hôm 15/8 trên tạp chí Physical Review Letter, hai nhà khoa học Mỹ Raphael Bousso và Netta Engelhardt tại Đại học California, Mỹ, đã đưa ra giả thuyết khác về chân trời sự kiện của hố đen, cho thấy thời gian bên trong hố đen có đặc tính ngược với các sự kiện bên ngoài.

Hố đen là một vùng không gian - thời gian có trường hấp dẫn cực lớn, ngăn cản mọi thứ kể cả ánh sáng thoát ra. Vùng vành đai xung quanh hố đen mà tại đó mọi thứ không thể quay trở lại gọi là chân trời sự kiện.

Năm 1974, nhà vật lý học người Mỹ Stephen Hawking đề xuất rằng các hố đen đang bốc hơi một cách từ từ do các hiệu ứng lượng tử quanh chân trời sự kiện. Quá trình bốc hơi này xảy ra cùng với tất cả thông tin bị giam giữ bên trong bởi trọng lực vô cùng lớn. Điều này mâu thuẫn với vật lý lượng tử, rằng thông tin về một hệ thống không thể bị xóa bỏ vĩnh viễn.

Thời gian quay ngược bên trong hố đen
Hình minh họa một siêu hố đen ở dải ngân hà xoáy NGC 1365. (Ảnh: NASA).

Để giải thích nghịch lý này, các nhà khoa học ở thập niên 1990 cho rằng thông tin bên trong hố đen không biến mất mà bảo toàn dưới dạng những dao động bề mặt của chân trời sự kiện. Theo đó, sự tồn tại của hố đen trong không gian ba chiều có thể được diễn giải dưới dạng một màn ảnh phẳng cho hình lập thể thông qua kỹ thuật toàn ảnh (hologram).

Trong báo cáo, Engelhardt và Bousso phát triển một định luật chỉ ra hướng diễn tiến của màn phẳng toàn ảnh. "Màn phẳng toàn ảnh được xem như một đường biên giới của vùng có trọng trường lớn", Christian Science Monitor dẫn lời Engelhardt.

Hai dạng màn phẳng toàn ảnh, màn tương lai và màn quá khứ, tương ứng với hai trường trọng lực khác nhau. Màn toàn ảnh tương lai gắn liền với trọng trường có xu hướng kéo các vật chất lại gần nhau. Ngược lại, màn toàn ảnh quá khứ xuất hiện cùng với trọng trường có xu hướng đẩy các vật chất ra xa nhau.

Như vậy, dòng thời gian bên trong mỗi vùng là khác nhau. Vũ trụ của chúng ta có thể được mô tả bởi trường hợp thứ hai, một màn toàn ảnh quá khứ, nơi thời gian tiến về phía trước. Hố đen chính là một màn toàn ảnh tương lai, trong đó vật chất bị hút vào bởi trọng trường vô cùng lớn. Do đó, thời gian sẽ trôi ngược bên trong bóng tối vĩnh hằng của hố đen.

"Trong thuyết tương đối tổng quát, không một ai có thể quan sát được chân trời sự kiện của hố đen trong thời gian hữu hạn. Đồng thời, hố đen cũng không phải thực thể chứng kiến tương lai vô hạn. Chân trời sự kiện chỉ là một cách thuận tiện để mô tả về hố đen", Engelhardt nói.