Lỗ sâu là một đường đi lý thuyết xuyên qua không gian và thời gian. Nó có thể tạo thành một lối tắt cho các quãng đường dài xuyên qua vũ trụ. Nó cho phép vật chất đi từ vùng không – thời gian này đến vùng không – thời gian khác.
Nó giống như phần mở rộng rất logic của bộ phim Hố tử thần (Interstellar) mà các phi hành gia cố gắng săn lùng các vũ trụ khác sau khi những ảnh hưởng nghiêm trọng của biến đổi khí hậu đã tác động đến Trái đất.
Diego Rubiera-Garcia thành viên nhóm nghiên cứu đến từ truờng đại học Lisbon, Bồ Đào Nha cho biết “Những gì chúng tôi cần làm là xem xét lại vấn đề cơ bản về mối quan hệ giữa lực hấp dẫn và cấu trúc cơ bản của không – thời gian”.
Theo thuyết tương đối tổng quát của Einstein, có một điểm kỳ dị nằm tại trung tâm của lỗ đen, tại đó tác động của lực hấp dẫn đạt cực đại, thời gian và không gian không tồn tại.
Một đối tượng đang di chuyển vào trong lỗ đen. Ảnh: Jurik Peter/Shutterstock.com
Nếu một vật thể tiếp cận chân trời sự kiện (event horizon), nó sẽ bị nghiền nát theo một hướng và trải ra theo một hướng khác do các tác động của lực hấp dẫn bên trong lỗ đen. Nếu vật thể còn nguyên vẹn, khi tiến vào trung tâm của lỗ đen, nó sẽ bị cán dẹp và kéo dài ra như sợi mì spaghetti.
Các nhà vật lý đã nghiên cứu về điểm kì dị tại trung tâm lỗ đen trong nhiều năm qua cho đến khi có đựơc những bằng chứng chính xác về sự tồn tại của nó. Vào đầu năm nay, các nhà vật lý học từ trường đại học Cambridge, Anh Quốc đã cho rằng không có lý do nào cho sự tồn tại của điểm kì dị bên trong lỗ đen. Họ cho rằng vũ trụ với 5 chiều trở lên, điểm kì dị có thể tồn tại bên ngoài lỗ đen và không bị ràng buộc bởi chân trời sự kiện. Tất nhiên điều này sẽ làm thay đổi toàn bộ hiểu biết của chúng ta về các định luật vật lý chi phối vũ trụ và như vậy thuyết tương đối của Einstein không còn đúng nữa.
Saran Tunyasuvunakool, một thành viên khác của nhóm nghiên cứu cũng cho biết “Nếu điểm kì dị tồn tại, thuyết tương đối sẽ bị phá vỡ. Và nếu thuyết tương đối bị phá vỡ, nó sẽ làm đảo lộn nhiều thứ bởi sức mạnh tiên đoán của thuyết tương đối sẽ mất đi. Thuyết tương đối có thể không còn được coi là lý thuyết độc lập để giải thích vũ trụ”.
Einstein đúng hay sai không còn là vấn đề. Stephen Hawking đã nghiên cứu trong nhiều thập kỉ về mâu thuẫn giữa thuyết tương đối rộng và cơ học lượng tử trong lỗ đen. Một nghiên cứu mới từ nhóm Rubiera-Garcia đã lập luận rằng nếu loại bỏ điểm kì dị từ lỗ đen, con người có thể đi vào trung tâm lỗ sâu.
Để xem xét điều gì xảy ra khi các đối tượng khác đi vào lỗ sâu, các nhà khoa học đã mô hình hoá một chiếc ghế, nhà khoa học và con tàu vũ trụ như một tập hợp của các điểm kết nối bởi các tương tác vật lý hay hoá học nhằm giữ tất cả mọi điểm với nhau khi vật thể rơi tự do.
Rubiera-Garcia cho biết “Mỗi bộ phận của đối tượng mô phỏng đi theo một đường trắc địa xác định bởi trường hấp dẫn. Mỗi đường trắc địa cảm nhận lực tương tác khác nhau nhưng sự tương tác giữa các thành phần của đối tượng mô phỏng có thể giữ được toàn bộ đối tượng mô phỏng trên”.
Điều này có nghĩa rằng các lực hữu hạn có thể bù đắp cho ảnh hưởng của trường hấp dẫn gần và bên trong lỗ sâu lên một đối tượng vật lý đi qua nó. Rubiera-Garcia giải thích “Như vậy các bộ phận khác nhau của cơ thể vẫn duy trì các tương tác vật lý hoặc hóa học khi chúng ta đi qua lỗ sâu”.
Lý thuyết tương đối tổng quát dự đoán rằng khi một vật thể đến gần một lỗ đen, nó sẽ bị nghiền nát theo một hướng và trải dài vô hạn theo một hướng khác. Nếu chúng ta giả định rằng trung tâm của lỗ đen là một lỗ sâu có bán kính hữu hạn, vật thể sẽ bị nghiền nát đến kích thước của lỗ sâu.
Theo giả thuyết của Rubiera-Garcia, điều này có nghĩa là một vật thể có thể đi qua lỗ sâu đến phía bên kia có khả năng là một vũ trụ khác mà vẫn còn nguyên vẹn mặc dù bị nghiền nát đến kích thước của lỗ sâu.
Hawking đã phát biểu như sau tại hội thảo tháng 8 năm 2015 “Thông điệp của bài giảng này là các lỗ đen không phải là màu đen như chúng được sơn, chúng không phải là những nhà tù vĩnh cửu như ta từng nghĩ…Nếu bạn cảm thấy như mình đang mắc kẹt trong lỗ đen, đừng từ bỏ, sẽ có lối ra mà thôi”.
