Các lỗ đen có tên gọi như thế bởi vì chúng tác dụng lực hấp dẫn cực mạnh, chứ không phải vì ánh sáng không thể thoát ra khỏi chúng. Bạn đừng nghĩ là chúng đen thui nhé. Thật ra, có một số lỗ đen có độ sáng tập trung còn vượt hơn cả toàn bộ những ngôi sao xung quanh chúng. Dưới đây là lời giải thích.
Lỗ đen là cái xảy ra khi vật chất co sập vào một không gian nhỏ đến mức về cơ bản nó trở thành một điểm. Chân trời sự kiện của một lỗ đen là điểm tại đó bất cứ cái gì rơi vào thì không thể thoát ra nữa. Cho dù là ánh sáng cũng bị bắt giữ và lôi tuột vào tâm của lỗ đen, cho nên toàn vũ trụ trở nên tăm tối trong vùng không gian đó. Nếu chúng tăm tối như vậy, vậy làm thế nào chúng ta tìm thấy chúng dễ như thế? Thật ra, nhiều nhà khoa học suy luận ra sự tồn tại của lỗ đen bằng cách khảo sát lực hút hấp dẫn của những ngôi sao ở gần đó, nhưng họ không thể tìm kiếm sự chuyển động của mọi ngôi sao ở mọi nơi. Trong một số trường hợp, cách tốt nhất để tìm một lỗ đen là tìm kiếm những vùng ánh sáng rực rỡ. Thật vậy, khi các nhà khoa học nhìn thấy một điểm cực sáng trong một vùng không gian tương đối nhỏ, thì một trong những suy nghĩ đầu tiên trong đầu họ là họ đang nhìn vào một lỗ đen.
Ảnh: NASA/CXC/MIT/F. Baganoff, R. Shcherbakov et al.
Những vật thể tăm tối nhất ấy trong thiên hà tỏa sáng rực rỡ bởi vì chúng nuốt chửng mọi thứ xung quanh chúng, và chúng nuốt theo một kiểu rất riêng. Hãy tưởng tượng gắn mỗi đầu của một sợi dây cao su vào một chiếc xe khác nhau, sau đó lái hai chiếc xe theo cùng một hướng. Vâng, theo cùng một hướng. Nếu hai chiếc xe chạy cùng một tốc độ, thì không có chuyện gì xảy ra. Nhưng bất ngờ chiếc xe đằng trước tăng tốc vọt lên. Nếu chiếc xe đằng trước đang chạy 20 km/h, và chiếc đằng sau đang chạy 10 km/h, thì không bao lâu sau sợi dây cao su sẽ bị kéo căng tới mức đứt ra. Đây chính là cái xảy ra với các vật tiến gần đến một lỗ đen. Bên phía vật gần lỗ đen bị hút nhanh hơn phía bên kia. Điều này đúng cho dù vật chạy thẳng vào lỗ đen hay nó quay xung quanh – vì phía gần của vật sẽ quay nhanh hơn phía bên ngoài, và nó sẽ bị hút thành một xoắn ốc. Sự ma sát giữa các hạt vật chất trong vật lớn đến mức nó có thể làm các hạt nóng hơn cả đa số các ngôi sao. Và vì rất nhiều vật chất có thể quay xung quanh một lỗ đen, nên có rất nhiều nhiên liệu để giữ cho nó tỏa sáng.
Các lỗ đen không tỏa sáng mãi mãi. Cuối cùng chúng sẽ tối đen, và lúc ấy chúng sẽ to lên. Hãy nhớ rằng sợi dây cao su chỉ bị kéo căng nếu mỗi chiếc xe đang chạy ở một tốc độ khác nhau. Một lỗ đen có thể hút một vật vào với một lực hấp dẫn khổng lồ, nhưng lực đó sẽ không làm cho vật phát sáng. Sự chênh lệch lực hấp dẫn tác dụng lên mỗi phía của vật mới là nguyên nhân. Nếu một lỗ đen rộng một dặm, và vật thể bị nó nuốt cũng rộng một dặm, thì phía ngoài của vật – khi nó tiến gần đến chân trời sự kiện - ở xa tâm lỗ đen gấp hai lần phía trong. Có sự chênh lệch lớn của lực hút hấp dẫn tác dụng lên mỗi phía của vật. Nó sẽ bị xé toạc ra, nóng lên, và phát sáng. Nếu lỗ đen rộng hai triệu dặm, và vật thể tiến đến vẫn chỉ rộng một dặm, thì phía xa tâm lỗ đen sẽ xa không đáng kể so với phía gần. Sự chênh lệch lực hút hấp dẫn tác dụng lên mỗi phía khi đó là nhỏ. Nó sẽ không bị xé toạc ra – hay ít nhất là nó sẽ không bị xé toạc ra cho đến khi nó nằm vừa vặn bên trong chân trời sự kiện, nơi chúng ta không thể nhìn thấy nó nữa. Khi lỗ đen trở nên to hơn, chúng dễ nuốt các vật vào chân trời sự kiện của chúng hơn, và chúng chuyển sang chế độ tăm tối. Nói chung, cuối cùng chúng sẽ sống như đúng tên gọi của chúng.
Nguồn: io9.com
