LỖ Đen là gì ?

Thảo luận trong 'Phát minh khoa học' bắt đầu bởi dinh trong phuc, 19/11/11.

  1. dinh trong phuc Moderator

    Ngày tham gia:
    12/8/10
    Số bài viết:
    150
    Địa điểm:
    san jose CA
    [video=youtube;hoLvOvGW3Tk]http://www.youtube.com/watch?v=hoLvOvGW3Tk&feature=player_embedded[/video]
    Nói một cách đơn giản, là một vùng không gian nó chứa nén quá nhiều vật chất dồn nén lại mạnh kinh hồn quá cả mức tính toán của con người, đến nỗi không một thứ gì có thể lọt khỏi lực hút của nó . Chúng ta phải chậm rãi tìm hiểu lại ý nghĩa về lực hấp dẫn trong môi trường bình thường .

    Giả sử bạn đang đứng trên bề mặt một hành tinh này bạn thử ném môt hòn đá thẳng vào lên trời, thừa nhận rằng thực tế sức bạn cũng đủ mạnh cho hòn đá đi thẳng lên trời một thời một lúc rồi gia tốc của nó sẽ bị hấp lực của trọng trường (gravity) sẽ bị triệt tiêu lần và hòn đá sẽ bắt đầu rơi lại xuống đất. Nhưng nếu bạn ném viên đá với sức mạnh đòi hỏi nào đó viên đá sẽ vượt ra khỏi lực hút của trọng trường và mãi mãi đi thẳng ra không gian. Vận tốc vừa đủ để vượt thoát lực hấp dẫn của trái đất gọi là vận tốc vượt thoát “escape velocity” . Vận tốc để thoát này lệ thuộc vào khối lượng vật chất của hành tinh bạn đang đứng nếu nó cực kỳ to lớn thì lực hút (gravity) cũng cực kỳ mạnh . Yếu tố thứ 2 vận tốc để vượt thoát lực hấp dẫn này tùy thuộc bạn có đứng gần tâm của hành tinh này hay không có nghĩa là bạn đứng càng xa tâm hành tinh thì vận tốc vượt thoát càng ít hơn . Vận tốc vượt thoát ở địa cầu là 11. 2 km/giây hay 25,000 mph. Còn ở mặt trăng chỉ 2.4 km/giây hay 5,300 mph.


    lỗ đen siêu nặng tên OJ287
    [IMG]
    [video=youtube;cW7BvabYnn8]http://www.youtube.com/watch?v=cW7BvabYnn8&feature=player_embedded[/video]
    Bị rơi vào LỖ ĐEN

    Bây giờ bạn thử tưởng tượng nếu có một vật thể mà đậm đặc vật chất cực kỳ kinh khủng thì lẽ dĩ nhiên lực đào thoát (ra khỏi sức hút của nó) phải lớn hơn VẬN TỐC ÁNH SÁNG . Cái vấn đề ở đời thì không có gì nhanh hơn vận tốc ánh sáng ngay cả một TIA SÁNG cũng bị kéo lại không có cách nào đào thoát (escape) được.

    Cái ý nghĩ vật chất có độ nén cực đại này mà khiến cho ánh sáng cũng bị giam hãm lại khiến chúng ta trở lại vào lý thuyết của LaPlace vào thế kỷ 18. Và đa phần đều hoàn thiện ở vào thời của thuyết TƯƠNG ĐÓI của Einstein và Karl Schwarzschild (1873-1916 nhà vật lý Do thái gốc Đức) phát minh thêm cách chứng minh bằng toán học lý thuyết về loại vật chất như trên . Mãi sau này với công trình hợp tác của Oppenheimer( 1904-1967 cha đẻ Abomb nhà vật lý) , Volkoff( 1914-2000 vật lý gia Canada) và Snyder (nhà hóa học)vào năm1930 người ta tin tưởng rằng những thứ vật chât trên có khả năng hiện hữu trong vũ trụ. Những nhà nghiên cứu này chứng minh rằng khi một ngôi sao đã cạn hết nhiên liệu thì nó không thể tự giúp nó cưỡng lại hấp lực của chính và nó tự sụp đổ và hiện thân là một LỖ ĐEN.

    với thuyết tương đối, lực hấp dẩn biểu diễn bằng một đường cong của thời gian vũ trụ. Vật thể siêu khối lượng này (massive)( DỒN NÉN kinh khủng với kích thước quá nhỏ ví dụ bạn tưởng tượng sức nặng trái đất bó gọn trong một cái TRỨNG GÀ ) có khả năng làm lệch lạc ý niệm thời gian và không gian và nó vượt ra ngoài lý bình thường về địa lý. Càng gần lỗ đen sự biến dạng về phạm trù không gian càng trở nên kinh khiếp và làm cho Lỗ Đen càng có những khả năng kỳ diệu . Trong những kỳ diệu và kinh khiếp này nó có những CHÂN TRỜI BIẾN NẠN( event horizon) gồm bề mặt hình cầu đánh dấu biên giới của Lỗ Đen bạn có thể vào mà vĩnh viễn không bao giờ ra được. Thật ra khi bước qua ranh giới đó bạn đã tới hồi tân số vĩnh viễn bị hút chặt vào trung tâm của Lỗ Đen đi mãi tới cõi vô cùng

    những vùng gần LỖ ĐEN

    supermassive Black Hole lỗ đen siêu nặng

    Lỗ đen siêu nặng xé toạc một ngôi sao và ngốn luôn vật chất của chính nó. Một lỗ đen có khối lượng gấp vài trăm ngàn cho đến cả chục tỷ lần khối lượng mặt trời. Ngay vùng trung tâm của các hệ tinh vân(galaxy thường ẩn chứa thứ lỗ đen như vậy. Bằng chứng đầu tiên cho các dạng lỗ đen siêu nặng này có đươc nhờ dụng cụ quang học dò tìm kết hợp với sóng radio cho chúng ta biết có sự tăng vọt quá đột biến về vận tốc của các vị sao cùng đám mây bụi quay quanh các tinh vân này. sự đột biến gia tăng vận tốc quỹ đạo của chúng là bằng chứng gia tăng kinh khủng gia tốc trọng trường (gravitional field) đã làm gia tăng tốc độ quỹ đạo các ngôi sao vệ tinh cùng như các vầng mây bụi đó.Thêm thay,tia X quan sát được đã chứng tỏ có xảy ra một năng lượng cực kỳ lớn ở vùng trung tâm tinh vân này.

    Tạm gọi lỗ đen siêu nặng này cái tên OJ287. Thiên hà siêu viễn (quasar) khoảng 3.5 tỷ năm ánh sáng cách xa chòm sao Bắc giải (Cancer).

    [IMG]
    chòm sao Bắc giải (Cancer).

    CHÂN TRỜI BIẾN NẠN -EVENT HORIZON
    [video=youtube;G_aBlmq08X8]http://www.youtube.com/watch?v=G_aBlmq08X8&feature=player_embedded[/video]

    bạn có thể nghĩ ra rằng ranh giới của đường chân trời đó là nơi mà tốc độ vướt thoát phải bằng VẬN TỐC ÁNH SÁNG (300 000 km /giây) . Ngoài đường chân trời (cuả Lỗ Đen) thì vận tốc sẽ ít hơn vận tốc ánh sáng do đó ví như bạn có lực hỏa tiển đủ mạnh thì bạn có thể đủ sức để thóat ra ngoài. Nhưng than ôi, nếu bạn mà ở phía trong chân trời biến nạn đó rồi thì nói chi chuyện hỏa tiển mạnh hay yếu vì bạn vĩnh viễn không bao giờ ra được nữa.

    Thứ đường chân trời này có những tính chất về không gian rất kỳ diệu. Giả thử bạn ngồi một nơi nào đó thật xa ngắm nó , cái đường chân trời này là một hình tượng thật đẹp , bất động nhưng giả sử bạn tới gần được nó thì cái thứ đường chân trời này đang phình rộng ra với một tốc độ kinh hồn bằng tốc độ ánh sáng và khi bạn đã LỌT LƯỚI vào rồi thì bạn không thể nào trở về được có nghĩa rằng nếu bạn trở lui thì phải có một vận tốc NHANH hơn tốc độ ánh sáng mới được!!!

    Thuật ngữ Black Holes tình cờ sau này do John Archibald Wheeler ( 1911-2008 nhà vật lý Mỹ , từng làm việc chung với Einstein ) đặt tên, chứ trước đây còn mang tên là “frozen stars” những ngôi sao lạnh giá.

    LỖ ĐEN LỚN CHỪNG NÀO

    Lỗ Đen ở tâm của Thiên Hà Andromeda có khối lượng 200 triệu lần mặt trời chúng ta.

    Có hai cách để diễn tả về sự lớn của một vật thể. Một là khối lượng (mass) hai là khỏang không gian nó ngự trị lớn chừng nào.
    Trường hợp một nói về khối lượng thì không có chuẩn mực nào để diễn tả về khối lượng của một Lỗ Đen . Đa phần ngoài kia những Lỗ Đen này được cấu tạo từ những ngôi sao đồ sộ nhất . Có thể khối lượng của nó phải lên tới 10 ^ 31 kg hay bạn có thể viết số 10 với 30 con số 0 tiếp theo sau, bằng 10 lần khối lượng mặt trời. Các nhà thiên văn còn nghĩ rằng ở tâm của các thiên hà (galaxies) còn tiềm ẩn rất nhiều loại Lỗ Đen có khối luợng gấp triệu lần mặt trời hay

    1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000. Kg .

    một Lỗ Đen nếu có khôi lượng (mass) bằng mặt trời chúng ta thì đường bán kinh là 3 Km trong lúc mặt trời hiện tại đường bán kính là 700 000 Km thế thì ta có thể tưởng tượng từ 700 000 đến còn 3 Km thì độ cô đặc (concentration) của một Lỗ Đen nó KINH KHỦNG đến mức độ nào !


    [IMG]
    Lỗ Đen lớn gấp 18 TỶ lần mặt trời nhưng xa chúng ta 3 tỷ rưỡi năm ánh sáng tên là 0J087

    tiếp tục theo tỷ lệ trên nếu một Lỗ Đen có khối lượng (mass) bằng 10 lần mặt trời chúng ta thì bán kính (radius) của nó phải đo được 30 Km và nếu một SUPERMASS BLACK HOLE có khối lượng bằng 1 triệu lần mặt trời thì bán kính phải là 3 triệu Km xấp xỉ 4 lần bán kính mặt trời hiện nay nhưng khối lượng bằng 1 triệu lân mặt trời và loại này nằm ở tâm của các thiên hà (galaxy)

    CHUYỆN GÌ SẼ XẢY RA NẾU BẠN BỊ LỌT VÀO LỖ ĐEN

    [video=youtube;gLMiJQXsmkc]http://www.youtube.com/watch?v=gLMiJQXsmkc&feature=player_embedded[/video]
    Cứ tưởng tượng là bạn đã vào được một phi thuyền trực chỉ lao vào một cái LỖ ĐEN của dãi THIÊN HÀ chúng ta đi . Và Lỗ Đen này có cái khối lượng (mass) gấp triệu lần mặt trời ( thật ra đang còn tranh cãi Lỗ Đen này có hay không nhưng chúng ta tạm thời cho là có trong lúc naỳ ), Bạn khởi hành từ một điểm thật xa cái lỗ đen đó và lao vào biên giới của nó . Rồi chuyện gì xảy ra tiếp ?

    Trước tiên bạn cảm thấy tình trạng vô trọng lượng (weighless) vì các phần của thân thể bạn và các bộ phận của phi thuyền bạn đang bị dẫn lực của lỗ đen hút vào như nhau . (cũng giống cảm giác của các phi hành gia trở về lại Địa cầu vậy . Tuy thế, Khi bạn càng gần và càng gần đến tâm của lỗ đen ( cứ cho là bạn còn sống cho đến lúc vào được bên trong ) bạn bắt đầu cảm nhận lực tương tác ‘thủy triều’ tác dụng vào bạn . Giả dụ như chân bạn gần tâm của lỗ đen hơn đầu bạn như thế chân bạn bị hút mạnh hơn là đầu và bạn bắt đầu có thứ cảm giác bị ‘căng’ ra . (lực này giống như lực đã gây ra thủy triều ở Địa cầu vậy). Thứ lực này càng tăng dần khi càng gần đến tâm lỗ đen và cuối cùng nó xé toạc người bạn ra .
    [IMG]

    sức hút mặt trăng sức quay của địa cầu gây mức nước phình lên gọi là thuỷ triều. Thứ đến vị trí mặt trăng , địa cầu và mặt trời thay đổi liên tục tạo nên một lịch trình về chu kỳ thuỷ triều (ngày tháng năm hay lâu hơn )

    với thứ lỗ đen khối lượng lớn như kể trên (gấp triệu lần mặt trời ) thì lực tương tác thủy triều (tidal force) bắt đầu bạn cảm thấy được khi cách tâm 600 000 km nhưng bạn nhớ rằng bạn đang lọt vào chân trời đó rồi . Nhưng nếu bạn rơi vào thứ lỗ đen nào nhỏ hơn có khối lượng bằng mặt trời chẳng hạn thì bạn chỉ cảm giác được lực này chỉ khi cách tâm chừng 6000 km như vậy chưa tới được chân trời của thứ lỗ đen nhỏ này (bán kính chỉ 3 km ) thì bạn đã bị ‘xé toạc’ ra rồi .

    Như vậy phải có một lỗ đen đồ sộ hơn (khối lương cở 1 triệu lần mặt trời) mới có cơ hội cho bạn lọt vào vào được vòng chân trời kỳ dị đó dù chỉ ít giây thôi .
    thế thì bạn thấy gì khi đã lọt vào trong vòng chân trời yêu quái này ? thật ngạc nhiên

    mọi thứ đều méo mó trước mắt bạn vì hấp lực dị thường của lỗ đen đã ‘bẻ cong ‘ cả ánh sáng . Một cách rõ hơn không không có gì đặc biệt khi vượt qua ‘chân trời ‘ này chỉ có một điều bạn có thể nhìn được các thứ BÊN NGOÀI vì ánh sáng từ các thứ bên ngoài có thể đến được với bạn (ánh sáng ngoài đã bị hút vào ) nhưng tuyệt nhiên bên ngoài thì không thể nào thấy được bạn vì ánh sáng từ bạn không có cách nào ĐÀO THOÁT được ra bên ngoài .

    Thế thì diễn biến này kéo dài được bao lâu ? Nó tùy thuộc vào khoảng cách bao xa bạn chọn lúc khỏi hành . Giả sử bạn chọn một khoảng cách cỡ 10 lần bán kính thứ lỗ đen có khối lượng triệu lần mặt trời ( bán kính 3 triệu km) thì bạn có thời gian là 30 triệu/ 300 000km/sec= 1.6 phút và bạn có khoảng gần 7 giây "chu du" khi lọt vào trong cái vòng 'kim cang " đen ngòm ma quái đó .

    Trong gần 7 giây hoảng loạn này có thể bạn sẽ liều khai hỏa một thứ hỏa tiển nào đó hòng mong tránh cái thực thể MA QUÁI đó đi . Vô phương rồi , không còn hi vọng gì nữa vũng đen ma quái đó đang ở vào những giây còn lại mà càng cố vói tới khai hỏa hỏa tiển để mong thoát thân càng làm bạn tới nhanh hơn nữa . Thôi buông tay cho số phận bạn hãy bình thản ngồi lại tận hưởng những giây cuối cùng của chuyến du hành về vùng MA ẢNH .


    Đinh trọng Phúc tái biên soan 2011
    Ted Bunn ( FAQ Frequently Asked Questions)
    assisstant professor /university of Richmond/physics dept.
    -Tidal Force /natural physics
    google youtube.com

Chia sẻ trang này