Chân trời sự kiện - Sự ngăn cách tuyệt diệu với con người.

Đây có lẽ không còn là cái tên xa lạ với các bạn yêu thiên văn học nữa, nhưng hôm nay tớ sẽ phổ cập lại đối chút về chân trời sự kiện cho chúng ta.

Các bạn có thể dễ dàng tìm thấy khái niệm, định nghĩa về chân trời sự kiện trên các trang mạng như Wikipedia. Tớ xin trích nguyên văn một đoạn trong tài liệu có liên quan:

"Chân trời sự kiện là biên phía trong của không-thời

gần một điểm kỳ dị, tất cả các loại vật chất nếu nằm dưới giới hạn này, kể cả các sóng điện từ (gồm cả ánh sáng) đều không thể vượt ra ngoài để đến với người quan sát".

Chúng ta biết, lỗ đen được xem là một vùng không gian sụp đổ, được nén một lượng vật chất vô cùng lớn vào một kích thước vô cùng nhỏ, theo giả thuyết hiện nay thì kích thước chứa đựng một lượng vật chất vô cùng nhỏ đấy chỉ bằng một điểm, được gọi là điểm kì dị. Trường hấp dẫn xung quanh điểm kì dị sẽ là vô cùng lớn, đến nỗi không một tia sáng nào có thể thoát ra ngoài, chính vì vậy lỗ đen sẽ trông như một vùng tối, không có một tia sáng thoát ra từ đó.

Đường chân trời sự kiện không phải là một đường tròn, mà là một mặt cầu bao quanh điểm kì dị là vùng không gian sụp đổ bao quanh điểm kì dị. Và bất cứ thứ gì khi đã đi quá đường chân trời sự kiện thì không còn lối thoát.

Các bạn có nghĩ là ánh sáng cũng là thứ không thể cưỡng lại lực hấp dẫn của lỗ đen? Chúng ta thấy rằng, công thức tính tương tác hấp dẫn giữa 2 vật có khối lượng là

Nhưng khối lượng của hạt photon, hạt lượng tử của ánh sáng lại không có khối lượng, vậy thì tại sao lực hấp dẫn của lỗ đen có thể kéo hạt photon vào bên trong? Và tại sao lại xảy ra hiện tượng thấu kính hấp dẫn?

Điều này thì Einstein sẽ trả lời cho chúng ta. Theo thuyết tương đối của ông thì lực hấp dẫn là bản chất của không gian bị bẻ cong.

Theo đó thì không gian cong khiến đường đi của ánh sáng cũng cong theo, đường đi của một tia sáng càng gần chân trời sự kiện thì càng bị bẻ cong, và chạm chân trời sự kiện thì nó sẽ bị nhốt lại ở xung quanh đó. Nghĩa là hạt photon sẽ không bị khối lượng vật chất ở điểm kì dị hút vào, mà chỉ là do đường đi của ánh sáng bị cong theo không gian cong.

Đây cũng là lời giải thích cho việc các nhà thiên văn học quan sát thấy một số vùng không gian bị nhiễu hình ảnh bởi hiện tượng thấu kính hấp dẫn. Hình ảnh một số ngôi sao, thiên hà khi truyền tới Trái Đất có đi qua gần một lỗ đen nào đó thì chúng ta sẽ thấy sự bẻ cong không gian của lỗ đen đã làm nhiễu hình ảnh đó.

Chân trời sự kiện không phải chỉ là đường biên giới giữa bên trong và bên ngoài lỗ đen, nó cũng còn được hiểu là đường biên giới giữa vùng có thể quan sát và không thể quan sát. Ở đây, quan sát không chỉ hiểu đơn giản là nhìn bằng trực quan, thu thập thông tin hình ảnh. Thuật ngữ "chân trời sự kiện" còn mang hàm ý rằng, những sự kiện nằm phía sau đường chân trời kia sẽ là những sự kiện không bao giờ được con người biết tới, bất cứ điều gì xảy ra, diễn ra đều nằm ngoài khả năng quan sát, đo đạc, nhận biết bằng mọi cách thức khoa học của chúng ta. Và có một đường chân trời sự kiện mà chúng ta sẽ đề cập dưới đây, đó là đường biên giới của vũ trụ khả kiến và vũ trụ ngoài vùng khả kiến.

Ánh sáng là kẻ truyền tải thông tin hình ảnh cho chúng ta, nhưng bản thân chúng lại không phải là tức thời, để một hạt photon đi từ điểm này tới điểm kia cũng phải mất một quãng thời gian, và chúng mang một giới hạn vận tốc của riêng chúng. Cũng chính vì điều này nên tầm quan sát của chúng ta đối với vũ trụ mới bị giới hạn trong một vùng nhất định, vùng đó gọi là vũ trụ khả kiến, hoặc vũ trụ quan sát được. Những thiên thể có vị trí nằm trong vùng vũ trụ khả kiến, tức là chỉ cách Trái Đất khoảng 13,2 tỉ năm (không tính sự giãn nở của vũ trụ) thì ánh sáng của chúng còn truyền được thông tin hình ảnh tới và chúng ta có thể đón nhận, có thể qua sát và biết được những gì diễn ra ở nơi đó. Nhưng những thiên thể nằm ngoài phạm vi này, ánh sáng của chúng không đủ thời gian để truyền tải hình ảnh tới chúng ta, do đó chúng ta không có bất cứ thông tin gì về sự tồn tại của chúng, và đó cũng là vùng nằm sau chân trời sự kiện của vũ trụ khả kiến.

http://sohanews.sohacdn.com/2015/lensearth-640x480-1450259477209.gif

Viết bởi Hoàng Chay Bờm