A: Viktor T. Toth, Chuyên gia IT pro, nhà vật lý bán thời gian
=========
Đầu tiên cần phải nói rằng Interstellar chỉ là thứ giả tưởng thôi. Khi bộ phim được phát hành, người ta ca ngợi nó vì tính chính xác về mặt khoa học nên tôi đã đặt nhiều kỳ vọng. Song kỳ vọng đó đã bị xóa bỏ hoàn toàn bởi những thứ “khoa học” của bộ phim đó. Vì vậy nên làm ơn, đừng có lấy Interstellar làm thứ để tham khảo về hố đen nhé.
Giờ thì, ta hãy nói về thứ “bên trong” hố đen một chút nhé. Có lẽ, chúng ta đang nói về những gì có bên trong đường chân trời sự kiện. Nhưng thực sự, ấy là một thứ rất quái dị, một cấu trúc hình học không thời gian tối thượng (!) . Một vài tính chất quan trọng của nó có thể kể tới:
1. Đối với những người quan sát từ bên ngoài, đường chân trời sự kiện luôn luôn nằm ở tương lai. Ta không quan sát mọi thứ được, vì chuyện đã xảy ra đâu.
2. Mọi vật rơi vào đường chân trời sự kiện sẽ dần dần biến mất, nhưng đó là vì sự giãn nở cực độ của thời gian và dịch chuyển đỏ (redshift) tương ứng; bất kỳ ánh sáng nào từ những vật đó đều bị dịch chuyển đỏ và trở nên vô hình khi chúng tiến lại gần đường chân trời. Ánh sáng đó cũng sẽ bắt đầu chậm lại khi tới gần, không bao giờ thực sự tiến đến được đường chân trời (nó chưa hình thành xong mà, bạn nhớ chưa).
3. Khi một người quan sát nào đó rơi về phía đường chân trời, anh ta sẽ tới được đường chân trời trong khoảng thời gian vô hạn nếu đo theo đồng hồ của mình. Tuy nhiên, khi đã chạm được đến đường chân trời, nó sẽ không còn là một vật thể hình học trong không gian nữa. Giờ đây (theo góc nhìn của người quan sát), nó sẽ là một khoảnh khắc trong thời gian. Nói cụ thể hơn là, một khoảnh khắc trong quá khứ. Do đó, không có chuyện quay lại đường chân trời; bạn không thể quay ngược thời gian lại được.
4. Một người quan sát bên trong đường chân trời cuối cùng chắc chắn sẽ tới điểm kỳ dị (một tương lai không thể tránh khỏi cho người quan sát đó, ít nhất là trong trường hợp của một cái hố đen Schwarzschild đơn giản.) Không thể trốn chạy, không thể lẩn tránh khoảnh khắc ấy. Nhưng cố gắng trốn đi bằng cách tăng tốc theo bất kỳ phương hướng nào thực sự chỉ làm bạn càng nhanh tiến đến điểm kỳ dị mà thôi.
OK, giờ ta đã nêu được những luận điểm đó rồi, tôi nghĩ rằng rõ ràng là a) chúng ta đã có ý tưởng khá hay ho về những thứ bên trong hố đen và b) bạn không muốn đến đó đâu. Không bao giờ luôn ấy.
Tại sao tôi dám bạo miệng nói rằng chúng ta biết có thứ gì bên trong hố đen? Bởi vì các hố đen, đầu tiên và trên hết, là các cấu trúc trong lý thuyết. Không một ai từng nhìn thấy một hố đen, bằng bất cứ công cụ kỹ thuật nào. Chúng ta suy luận ra sự tồn tại của những hố đen bằng cách quan sát môi trường xung quanh chúng: vd: các hố đen có kích thước bằng những ngôi sao trong các hệ thống nhị phân, các hố đen cực lớn trong các thiên hà. Nhưng suy luận không giống với quan sát trực tiếp. Một chiến dịch đang được tiến hành nhằm cố gắng quan sát được “cái bóng” của chính hố đen cực lớn trong Dải Ngân Hà của chúng ta. Chiến dịch mang tên Kính Thiên Văn Đường Chân Trời Sự Kiện này có thể sẽ mang lại một vài kết quả khá thú vị trong tương lai gần đây. Nhưng hiện giờ, các hố đen chỉ là cấu trúc lý thuyết. Mọi hiểu biết của chúng ta biết về khái niệm ấy chỉ đến từ các phương trình.
Sau khi đã nói xong thì… nghiên cứu những thứ lân cận của một hố đen có thể là công việc cực kỳ hấp dẫn đấy, đặc biệt khi đó là một vật thể chuyển động. Bạn thấy đó, bản thân hố đen là thứ tàng hình, nhưng lân cận của nó có thể chứa lượng lớn những vật thể xoay tròn, lơ lửng tạo ra những thứ vật chất tối thượng cực kỳ thú vị. Nhưng tôi không nghĩ rằng nghiên cứu chiếc bồi thêm (accretion disk, tên gọi của những đám mây vật chất lơ lửng đó) của một hố đen có thể giúp chúng ta “giải quyết mọi thứ” hay “tạo ra những hố sâu hay thứ gì đó”. Thay vì đó, những kiến thức đó sẽ bổ sung vào tri thức của chúng ta về cách mà vật chất hoạt động trong những điều kiện cùng cực. Chỉ có vậy thôi. Tùy thuộc vào thế giới quan của bạn thì việc này có thể là lớn hay nhỏ, nhưng chúng ta có vậy thôi đó.
Nhưng với công việc này, ta không cần tới tàu vũ trụ đâu. Kính thiên văn (quang học, radio, tia X, vv) sẽ là đủ. Không phải việc đưa tàu vũ trụ đi hàng ngàn năm ánh sáng tới lân cận hố đen không ngầu đâu nhé. Nhưng chúng ta cách đó một khoảng rất xa, đi tới ngôi sao gần nhất cũng mất khoảng hơn 4 năm ánh sáng một chút rồi. Và sự thật thì, cuối năm nay chúng ta đang kỷ niệm 45 năm lần cuối cùng một người nào đó rời trái đất được trên vài trăm ngàn kilomet (để so sánh thì, Mặt trăng cách chỗ này 385.000 km, và một năm ánh sáng gần 10 000 tỷ km.)
*Cập nhật (tháng Tư 2019): Nhờ có dự án Kính Thiên Văn Đường Chân Trời Sự Kiện, giờ ta đã “thấy” (thực ta là tái tạo lại từ một loạt ảnh mà các kính thiên văn VLBI chụp lại) được chiếc bóng của quả cầu photon của hố đen siêu lớn trong thiên hà M87. Ai đó có thể nói rằng thấy được chiếc bóng không giống với việc thấy được “hàng thật” nhưng thấy được chiếc bóng của quả cầu photon cũng rất gần với việc thấy được hố đen rồi.
Theo: KPTG
