Có khả năng Ngân hà là một lỗ sâu đục khổng lồ

Có khả năng Ngân hà của chúng ta là nơi chứa một đường hầm khổng lồ trong không-thời gian.

Ít nhất đó là kết quả do các tác giả của một nghiên cứu mới đề xuất. Theo họ, một nhóm hợp tác giữa các nhà nghiên cứu Ấn Độ, Italy, và Bắc Mĩ tại Trường Quốc tế Nghiên cứu Cao cấp (SISSA) ở Italy, quầng trung tâm thuộc thiên hà của chúng ta có thể chứa đủ vật chất tối để hậu thuẫn cho sự sinh tạo và nuôi dưỡng cho một lối tắt “bền và đi lại được” đến một vùng không-thời gian ở xa – một hiện tượng gọi là lỗ sâu đục.

Lỗ sâu đục lần đầu tiên được nêu khái niệm bởi Albert Einstein và Nathan Rosen vào năm 1935. Không phải chuyện khoa học viễn tưởng, hai nhà khoa học đề xuất ý tưởng của họ là một phương cách nhằm tránh né các kì dị lỗ đen. Thay vì tạo ra một nút thắt mật độ vô hạn, Einstein và Rosen lập luận, năng lượng khổng lồ vốn có trong một vật thể đồ sộ như vậy sẽ làm biến dạng không-thời gian đến mức nó tự bẻ cong chính nó, cho phép một cầu nối hình thành giữa hai vùng xa xôi của Vũ trụ. Những lỗ sâu đục này sẽ cực kì kém bền và sẽ đòi hỏi những lượng khủng khiếp “năng lượng âm” mới duy trì được cửa mở.

Ảnh minh họa một lỗ sâu đục nối giữa hai thiên hà. Ảnh: Davide và Paolo Salucci

Nhưng theo đội nghiên cứu tại SISSA, những lượng lớn vật chất tối có thể cung cấp nhiên liệu này. Sử dụng một mô hình của sự phân bố vật chất tối dựa trên đường cong quay của những thiên hà xoắn ốc khác, các nhà nghiên cứu tìm thấy sự phân bố của vật chất tối trong Ngân hà mang lại các nghiệm trong thuyết tương đối rộng, trên lí thuyết, sẽ cho phép phát sinh một lỗ sâu đục bền.

Paulo Salucci, một nhà thiên văn vật lí thuộc đội SISSA, giải thích: “Nếu ta kết hợp bản đồ vật chất tối trong Ngân hà với mô hình Vụ nổ Lớn mới nhất để giải thích vũ trụ và ta giả thiết sự tồn tại của các đường hầm không-thời gian, thì cái ta thu được là thiên hà của chúng ta thật sự có thể chứa một trong những đường hầm này, và đường hầm đó còn có thể bằng cỡ của chính thiên hà.” Ông tiếp tục, “Nhưng chưa hết. Chúng ta thậm chí có thể đi qua đường hầm này, bởi vì, dựa trên các tính toán của chúng tôi, nó thuộc loại có thể đi lại được. Giống hệt như cái ta nhìn thấy trong bộ phim mới đây, Interstellar.”

Ảnh minh họa cấu trúc của một lỗ sâu đục trên lí thuyết. Ảnh: NASA

Tất nhiên, Salucci và các nhà nghiên cứu khác đang làm việc ở dự án này đã làm việc từ lâu trước khi có bộ phim Interstellar, nhưng kết quả của họ thật sự có vay mượn một số hậu thuẫn lí thuyết cho các ý tưởng sử dụng trong phim – các ý tưởng cũng đã được kiểm tra thực tế và được hiệu đính bởi cố vấn vật lí Kip Thorne thuộc Caltech (Viện Công nghệ California).

Các tác giả tin rằng kết quả của họ củng cố cho tầm quan trọng của việc nhận thức bản chất đích thực của vật chất tối. Theo Salucci, “Vật chất tối có thể là ‘một chiều khác’, thậm chí có thể là một hệ thống vận tải tầm thiên hà. Dẫu sao, chúng ta thật sự cần bắt đầu tự hỏi bản thân mình xem nó là cái gì.”

Cái quan trọng nên hiểu là đây thuần túy là một kết quả lí thuyết. Thật vậy, một lỗ sâu đục như thế có lẽ là có thể trên phương diện lí thuyết... nhưng điều đó không có nghĩa là nó có thực. Salucci cho biết, “Chúng tôi chẳng hề khẳng định thiên hà của chúng ta chắc chắn là một lỗ sâu đục, mà chỉ đơn giản nói, theo các mô hình lí thuyết, giả thuyết này là một khả năng có thể xảy ra.”

Các nhà nghiên cứu tiếp tục giải thích rằng ý tưởng của họ có thể được kiểm tra thực nghiệm bằng cách so sánh Ngân hà của chúng ta, một thiên hà xoắn ốc, với một thiên hà láng giềng cùng loại. Bằng cách so sánh phân bố vật chất tối giữa hai thiên hà, các nhà khoa học sẽ có khả năng sử dụng thuyết tương đối rộng khảo sát các khác biệt động lực học không-thời gian của chúng.

Trên thực tế, công nghệ cho phép các nhà nghiên cứu làm việc đó còn lâu mới đạt tới. Nhưng đừng lo, hỡi các bạn yêu thích khoa học (và khoa học viễn tưởng nữa) – các bạn vẫn có thể kiểm tra mô phỏng lỗ sâu đục của đội nghiên cứu theo phim mô phỏng sau đây, hoặc hãy mua về quyển sách mới của Kip Thorne, Cơ sở khoa học của bộ phim Interstellar.

Nghiên cứu của các nhà khoa học công bố trong số ra tháng 11/2014 của tạp chí Annals of Physics. Bản thảo có tại arXiv.

Nguồn: Universe Today