Khi câu chuyện về vũ trụ của chúng ta tiến triển, các ngôi sao sẽ từ từ cháy hết, các hành tinh sẽ đóng băng và các hố đen sẽ nuốt chửng chính ánh sáng. Cuối cùng, trong khoảng thời gian quá dài mà nhân loại sẽ không bao giờ chứng kiến, vũ trụ sẽ chìm vào bóng tối.
Nhưng nếu bạn từng tự hỏi chính xác khi nào tất cả có thể kết thúc, bạn có thể thấy thoải mái một cách kỳ lạ, hoặc có lẽ hơi khó chịu, khi biết rằng ai đó thực sự đã tính toán. Hóa ra, hồi kết vũ trụ này có thể đến sớm hơn các nhà khoa học từng nghĩ.
Tuy nhiên, đừng lo lắng — "sớm hơn" vẫn có nghĩa là một con số khó tin là 10 mũ 78 năm kể từ bây giờ. Đó là một số 1 theo sau là 78 số 0, tức là một tương lai xa không thể tưởng tượng được. Tuy nhiên, xét về mặt vũ trụ, ước tính này là một bước tiến đáng kể so với dự đoán trước đó là 10 mũ 1.100 năm, do Falcke và nhóm của ông đưa ra vào năm 2023.
"Sự kết thúc cuối cùng của vũ trụ đến sớm hơn nhiều so với dự kiến, nhưng may mắn thay, vẫn phải mất một thời gian rất dài", Heino Falcke, nhà vật lý thiên văn lý thuyết tại Đại học Radboud ở Hà Lan, người đứng đầu nghiên cứu mới, cho biết trong statement.
Các tính toán mới của nhóm tập trung vào việc dự đoán thời điểm các vật thể thiên thể bền bỉ nhất của vũ trụ — tàn dư phát sáng của các ngôi sao đã chết như sao lùn trắng và sao neutron — cuối cùng sẽ mờ dần.
Sự phân rã dần dần này được thúc đẩy bởi bức xạ Hawking, một khái niệm do nhà vật lý Stephen Hawking đề xuất vào những năm 1970. Lý thuyết này cho rằng một quá trình kỳ lạ xảy ra gần chân trời sự kiện — điểm không thể quay lại — xung quanh các lỗ đen. Thông thường, các cặp hạt ảo liên tục được tạo ra bởi cái được gọi là biến động lượng tử. Các cặp hạt này xuất hiện và biến mất, nhanh chóng hủy diệt lẫn nhau. Tuy nhiên, gần chân trời sự kiện của lỗ đen, trường hấp dẫn mạnh ngăn cản sự hủy diệt như vậy. Thay vào đó, cặp hạt bị tách ra: một hạt, một hạt mang năng lượng âm, rơi vào lỗ đen, làm giảm khối lượng của nó, trong khi hạt còn lại thoát ra ngoài không gian.
Trong khoảng thời gian cực kỳ dài, lý thuyết của Hawking cho rằng quá trình này khiến lỗ đen bốc hơi chậm, cuối cùng biến mất.
Falcke và nhóm của ông đã mở rộng ý tưởng này vượt ra ngoài lỗ đen sang các vật thể đặc khác có trường hấp dẫn mạnh. Họ phát hiện ra rằng "thời gian bốc hơi" của các vật thể khác phát ra bức xạ Hawking chỉ phụ thuộc vào mật độ của chúng. Điều này là do không giống như sự bốc hơi của lỗ đen, được thúc đẩy bởi sự hiện diện của chân trời sự kiện, dạng phân rã tổng quát hơn này được thúc đẩy bởi độ cong của chính không thời gian.
Câu chuyện liên quan:
— Liệu vũ trụ của chúng ta có bị mắc kẹt bên trong một lỗ đen không? Khám phá này từ Kính viễn vọng không gian James Webb có thể khiến bạn kinh ngạc
— Kính viễn vọng 'vũ trụ tối' Euclid phát hiện ra vành đai Einstein tuyệt đẹp trong không thời gian cong vênh (hình ảnh)
— Các nhà thiên văn học phát hiện ra 'cầu nối' vật chất tối nối liền các thiên hà đang va chạm: 'Đây chính là mảnh ghép còn thiếu mà chúng ta đang tìm kiếm'
Những phát hiện mới của nhóm nghiên cứu, được mô tả trong bài báo được công bố vào thứ Hai (ngày 12 tháng 5) trên Tạp chí Vũ trụ học và Vật lý hạt thiên văn vào thứ Hai (ngày 12 tháng 5), đưa ra ước tính mới về thời gian cần thiết để các sao lùn trắng tan biến thành hư vô. Điều đáng ngạc nhiên là nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng các sao neutron và lỗ đen có khối lượng sao phân rã trong cùng một thang thời gian: khoảng 10 mũ 67 năm. Điều này là không mong đợi, vì các lỗ đen có trường hấp dẫn mạnh hơn và được cho là bốc hơi nhanh hơn.
"Nhưng lỗ đen không có bề mặt", Michael Wondrak, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ về vật lý thiên văn tại Đại học Radboud và là đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết trong tuyên bố. "Chúng hấp thụ lại một số bức xạ của chính chúng, điều này ức chế quá trình này".
Nếu ngay cả các ngôi sao lùn trắng và lỗ đen cuối cùng cũng tan biến thành hư không, thì điều đó nói lên điều gì về chúng ta? Có lẽ nó cho thấy ý nghĩa không nằm ở sự vĩnh cửu, mà nằm ở sự sáng chói thoáng qua khi đặt ra những câu hỏi như thế này — trong khi các ngôi sao vẫn đang tỏa sáng.
Nhưng nếu bạn từng tự hỏi chính xác khi nào tất cả có thể kết thúc, bạn có thể thấy thoải mái một cách kỳ lạ, hoặc có lẽ hơi khó chịu, khi biết rằng ai đó thực sự đã tính toán. Hóa ra, hồi kết vũ trụ này có thể đến sớm hơn các nhà khoa học từng nghĩ.
Tuy nhiên, đừng lo lắng — "sớm hơn" vẫn có nghĩa là một con số khó tin là 10 mũ 78 năm kể từ bây giờ. Đó là một số 1 theo sau là 78 số 0, tức là một tương lai xa không thể tưởng tượng được. Tuy nhiên, xét về mặt vũ trụ, ước tính này là một bước tiến đáng kể so với dự đoán trước đó là 10 mũ 1.100 năm, do Falcke và nhóm của ông đưa ra vào năm 2023.
"Sự kết thúc cuối cùng của vũ trụ đến sớm hơn nhiều so với dự kiến, nhưng may mắn thay, vẫn phải mất một thời gian rất dài", Heino Falcke, nhà vật lý thiên văn lý thuyết tại Đại học Radboud ở Hà Lan, người đứng đầu nghiên cứu mới, cho biết trong statement.
Các tính toán mới của nhóm tập trung vào việc dự đoán thời điểm các vật thể thiên thể bền bỉ nhất của vũ trụ — tàn dư phát sáng của các ngôi sao đã chết như sao lùn trắng và sao neutron — cuối cùng sẽ mờ dần.
Sự phân rã dần dần này được thúc đẩy bởi bức xạ Hawking, một khái niệm do nhà vật lý Stephen Hawking đề xuất vào những năm 1970. Lý thuyết này cho rằng một quá trình kỳ lạ xảy ra gần chân trời sự kiện — điểm không thể quay lại — xung quanh các lỗ đen. Thông thường, các cặp hạt ảo liên tục được tạo ra bởi cái được gọi là biến động lượng tử. Các cặp hạt này xuất hiện và biến mất, nhanh chóng hủy diệt lẫn nhau. Tuy nhiên, gần chân trời sự kiện của lỗ đen, trường hấp dẫn mạnh ngăn cản sự hủy diệt như vậy. Thay vào đó, cặp hạt bị tách ra: một hạt, một hạt mang năng lượng âm, rơi vào lỗ đen, làm giảm khối lượng của nó, trong khi hạt còn lại thoát ra ngoài không gian.
Trong khoảng thời gian cực kỳ dài, lý thuyết của Hawking cho rằng quá trình này khiến lỗ đen bốc hơi chậm, cuối cùng biến mất.
Falcke và nhóm của ông đã mở rộng ý tưởng này vượt ra ngoài lỗ đen sang các vật thể đặc khác có trường hấp dẫn mạnh. Họ phát hiện ra rằng "thời gian bốc hơi" của các vật thể khác phát ra bức xạ Hawking chỉ phụ thuộc vào mật độ của chúng. Điều này là do không giống như sự bốc hơi của lỗ đen, được thúc đẩy bởi sự hiện diện của chân trời sự kiện, dạng phân rã tổng quát hơn này được thúc đẩy bởi độ cong của chính không thời gian.
Câu chuyện liên quan:
— Liệu vũ trụ của chúng ta có bị mắc kẹt bên trong một lỗ đen không? Khám phá này từ Kính viễn vọng không gian James Webb có thể khiến bạn kinh ngạc
— Kính viễn vọng 'vũ trụ tối' Euclid phát hiện ra vành đai Einstein tuyệt đẹp trong không thời gian cong vênh (hình ảnh)
— Các nhà thiên văn học phát hiện ra 'cầu nối' vật chất tối nối liền các thiên hà đang va chạm: 'Đây chính là mảnh ghép còn thiếu mà chúng ta đang tìm kiếm'
Những phát hiện mới của nhóm nghiên cứu, được mô tả trong bài báo được công bố vào thứ Hai (ngày 12 tháng 5) trên Tạp chí Vũ trụ học và Vật lý hạt thiên văn vào thứ Hai (ngày 12 tháng 5), đưa ra ước tính mới về thời gian cần thiết để các sao lùn trắng tan biến thành hư vô. Điều đáng ngạc nhiên là nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng các sao neutron và lỗ đen có khối lượng sao phân rã trong cùng một thang thời gian: khoảng 10 mũ 67 năm. Điều này là không mong đợi, vì các lỗ đen có trường hấp dẫn mạnh hơn và được cho là bốc hơi nhanh hơn.
"Nhưng lỗ đen không có bề mặt", Michael Wondrak, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ về vật lý thiên văn tại Đại học Radboud và là đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết trong tuyên bố. "Chúng hấp thụ lại một số bức xạ của chính chúng, điều này ức chế quá trình này".
Nếu ngay cả các ngôi sao lùn trắng và lỗ đen cuối cùng cũng tan biến thành hư không, thì điều đó nói lên điều gì về chúng ta? Có lẽ nó cho thấy ý nghĩa không nằm ở sự vĩnh cửu, mà nằm ở sự sáng chói thoáng qua khi đặt ra những câu hỏi như thế này — trong khi các ngôi sao vẫn đang tỏa sáng.
