Bức xạ Hawking
Mặc dù cả ánh sáng cũng không thể thoát ra khỏi chân trời sự kiện của một lỗ đen, nhưng có một ngoại lệ. Vào năm 1974, Stephen Hawking nhận ra rằng các hạt ảo, hình thành ở rìa bên trong chân trời sự kiện theo nguyên lí bất định Heisenberg, có khả năng chui hầm ra ngoài. Ý tưởng của Hawking là rằng khi một cặp hạt-phản hạt được tạo ra, một hạt rơi vào trong lỗ đen và đem lại ảo giác về việc có năng lượng âm, còn hạt kia chui hầm ra ngoài tự do. Để bảo toàn năng lượng, nó mượn một phần năng lượng từ lỗ đen và trở thành một hạt thật.
Hiện tượng này, cho đến nay chưa được quan sát thấy, được gọi là bức xạ Hawking. Vì mỗi hạt thoát ra mang theo nó một phần khối lượng/năng lượng của lỗ đen, nên điều đó có nghĩa là lỗ đen đang từ từ bốc hơi. Điều này đưa đến cái trông như nghịch lí. Phải chăng thông tin lượng tử từ các vật thể từng rơi vào trong lỗ đen cứ thế biến mất khỏi Vũ trụ hay nó được bảo toàn, và thậm chí có thể được phóng thích trong bức xạ Hawking? Bản thân Hawking không chắc chắn về vấn đề đó, nhưng nhiều nhà vật lí khác tin rằng thông tin thật sự được bảo toàn.
Phân rã proton
Trong chừng mực mà chúng ta biết từ các quan sát, các proton là vĩnh cửu. Thế nhưng dù rằng chưa có ai từng chứng kiến một phân rã proton, thì liệu điều đó có nghĩa là chúng không bao giờ phân rã hay chăng? Các lí thuyết cố gắng kết hợp các lực cơ bản của Vũ trụ lượng tử thành một ‘lí thuyết thống nhất lớn’ (GUT – grand unified theory) dự đoán rằng các proton phân rã với chu kì bán rã từ 1034 đến 1036 năm. Tuy nhiên hạt Super-Kamiokande tại Nhật Bản đã tìm kiếm phân rã proton và chẳng tìm thấy gì, ràng buộc chu kì bán rã của proton thấp nhất là 1035 năm. Dẫu sao, đó là một khoảng thời gian quá xá lâu và nghĩa là sự phân rã proton, nếu nó có xảy ra, là rất hiếm.
Điều này có hệ quả đối với các số phận của Vũ trụ. Bản thân vật chất sẽ bắt đầu vỡ vụn khi các proton phân rã thành một hạt pion trung hòa và một positron, hoặc một pion trung hòa và một muon, đến lượt nó các hạt này sẽ tự phát phân hủy thành các photon tia gamma. Nếu các lí thuyết này đúng (và Vũ trụ tồn tại lâu đến thế), thì hơn một tỉ tỉ tỉ tỉ năm nữa trong tương lai toàn bộ vật chất sẽ phân rã hết thành bức xạ.
Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
Bản dịch của Thuvienvatly.com
Phần tiếp theo >>
