Video

Bản trích

Hố đen là một trong những thứ kì lạ nhất từng tồn tại.

Chúng dường như không thể nào hiểu được. Chúng đến từ đâu?

Và chuyện gì sẽ xảy ra nếu gì bạn rơi vào trong một hố đen?

in a nutshell bởi kurzgesagt

Các ngôi sao là những sự kết hợp khổng lồ chứa phần lớn là các nguyên tử hidro

sụp đổ từ những thiên vân khổng lồ dưới lực hấp dẫn của chính nó.

Trong lõi của chúng, phản ứng tổng hợp nguyên tử nghiền các nguyên tử hidro thành heli,

sản sinh một lượng năng lượng rất lớn.

Năng lượng này, dưới dạng bức xạ, chống lại lực hấp dẫn,

giữ được sự cân bằng mỏng manh giữa 2 lực.

Miễn sao vẫn còn phản ứng tổng hợp nguyên tử ở trong lõi, ngôi sao vẫn ổn định.

Nhưng đối với những ngôi sao có khối lượng gấp rất nhiều lần Mặt trời của chúng ta,

nhiệt và áp suất trong lõi cho phép chúng tổng hợp nên những nguyên tố nặng hơn,

cho đến khi chúng tổng hợp ra sắt.

Không giống những nguyên tố trước nó, phản ứng tạo ra sắt

không tạo ra năng lượng.

Sắt được tạo ra ngày càng nhiều trong lõi của ngôi sao cho đến khi nó đạt đến ngưỡng tới hạn,

và sự cân bằng giữa bức xạ và lực hấp dẫn đột nhiên bị phá vỡ.

Phần lõi sụp đổ.

Trong chưa đầy 1 giây, ngôi sao sụp đổ vào bên trong,

chuyển động với tốc độ khoảng 1/4 tốc độ ánh sáng,

nén càng thêm nhiều khối lượng vào phần lõi.

Trong khoảnh khắc này, tất cả các nguyên tố nặng trong vũ trụ

được tạo thành, khi ngôi sao chết đi trong một vụ nổ siêu tân tinh.

Quá trình này tạo nên sao neutron, hoặc nếu ngôi sao đủ to,

toàn bộ khối lượng của phần lõi sụp đổ vào thành 1 hố đen.

Nếu bạn nhìn vào 1 hố đen, thứ bạn thực sự đang nhìn thấy là chân trời sự kiện.

Mọi thứ muốn vượt qua chân trời sự kiện

cần phải di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng để thoát ra.

Nói cách khác: Điều đó là không thể.

Vì vậy chúng ta chỉ thấy một khối cầu đen không phản chiếu bất cứ thứ gì.

Nhưng nếu chân trời sự kiện là phần đen,

vậy thì phần hố của hố đen là gì?

Điểm kì dị.

Chúng tôi không chắc nó là gì.

Điểm kì dị có thể vô cùng đặc, nghĩa là toàn bộ khối lượng tập trung vào

một điểm trong không gian không có diện tích hay thể tích.

Hoặc thứ gì đó hoàn toàn khác.

Bây giờ chúng tôi vẫn chưa biết.

Giống như lỗi chia một số cho 0 vậy.

Tiện thể, hố đen không hút vật chất vào như máy hút bụi.

Nếu chúng ta đổi Mặt trời bằng một hố đen có cùng khối lượng,

sẽ chẳng có gì thay đổi đối với Trái đất,

trừ việc chúng ta sẽ lạnh đến chết, tất nhiên rồi.

Chuyện gì sẽ xảy ra nếu bạn rơi vào một hố đen?

Trải nghiệm về thời gian là khác thường ở xung quanh hố đen.

Từ bên ngoài vào, bạn có vẻ như di chuyển chậm lại khi bạn càng lại gần chân trời sự kiện,

nên thời gian trôi chậm so với bạn.

Ở một thời điểm nào đó, bạn sẽ trông như dừng lại trong thời gian,

dần chuyển thành màu đỏ, và biến mất.

Trong khi đó từ góc nhìn của bạn, bạn có thể xem toàn bộ phần còn lại của vũ trụ

ở chế độ tua nhanh, giống như nhìn vào tương lai.

Hiện tại, chúng tôi vẫn chưa biết điều gì sẽ xảy ra sau đó,

nhưng chúng tôi nghĩ có thể sẽ xảy ra một trong hai điều sau đây:

-Một: Bạn chết nhanh.

Hố đen bẻ cong không gian rất nhiều, nên một khi bạn đi qua chân trời sự kiện

sẽ chỉ có 1 hướng đi duy nhất

Bạn có thể hiểu nó theo nghĩa đen: bên trong chân trời sự kiện,

bạn chỉ có thể đi theo 1 hướng.

Giống như trong 1 đường hẹp đóng lại phía sau bạn ngay sau mỗi bước đi.

Khối lượng của hố đen thì quá đặc,

chỉ cần một khoảng cách nhỏ vài centimet

cũng khiến cho lực hấp dẫn mạnh hơn cả triệu lần

trên mỗi bộ phận của cơ thể bạn.

Các tế bào của bạn bị xé ra, khi cơ thể bạn ngày càng bị kéo giãn,

cho đến khi bạn trở thành một làn khói plasma nóng kích cỡ bằng một nguyên tử.

-Hai: Bạn chết rất nhanh.

Ngay khi bạn vượt qua chân trời sự kiện, bạn sẽ gặp phải tường lửa

và bị thủ tiêu ngay lập tức.

Không có trường hợp trong cả hai trường hợp trên đều cảm thấy thoải mái.

Bạn chết sớm như thế nào tùy thuộc vào khối lượng của hố đen.

Một hố đen nhỏ hơn sẽ giết bạn trước khi bạn vào được chân trời sự kiện,

trong khi bạn sẽ có thể di chuyển bên trong một hố đen khổng lồ

được một lúc.

Và hiển nhiên, càng ở xa điểm kì dị,

bạn sống càng lâu.

Hố đen có nhiều kích cỡ khác nhau.

Có những hố đen có khối lượng gấp vài lần khối lượng Mặt trời

và đường kính chỉ bằng một thiên thạch.

Và rồi có những hố đen khổng lồ,

được tìm thấy tại trung tâm của mỗi thiên hà

và đã được nuôi dưỡng hàng tỉ năm.

Hiện tại, hố đen khổng lồ nhất được phát hiện là S5 0014+81,

có khối lượng gấp 40 tỉ lần khối lượng Mặt trời của chúng ta.

Đường kính của nó 236.7 tỉ km,

gấp 47 lần khoảng cách từ Mặt trời đến sao Diêm Vương.

Mặc dù hố đen mạnh như vậy, chúng thường bay hơi

thông qua quá trình gọi là bức xạ Hawking.

Để hiểu cách thức hoạt động, chúng ta cần nhìn vào không gian trống.

Không gian trống thực chất không hoàn toàn trống không, mà được lấp đầy bởi những hạt ảo

xuất hiện từ hư vô rồi lại tự tiêu hủy lẫn nhau.

Khi điều nảy xảy ra ngay tại rìa của hố đen,

một trong những hạt ảo sẽ bị hút vào bên trong hố đen

và hạt còn lại sẽ thoát ra và trở thành hạt thật.

Nên hố đen mất dần năng lượng.

Quá trình này xảy ra rất chậm lúc đầu,

và ngày càng nhanh khi hố đen nhỏ dần.

Khi nó chỉ còn khối lượng của một thiên thạch loại lớn,

Nó bức xạ lượng nhiệt khoảng bằng nhiệt độ phòng.

Khi nó chỉ còn khối lượng của một ngọn núi, nó bức xạ nhiệt khoảng bằng nhiệt độ của Mặt trời của chúng ta.

Và trong giây phút cuối cùng trong đời nó, hố đen giải phóng năng lượng

tương đương hàng tỉ quả bom nguyên tử trong một vụ nổ lớn.

Nhưng quá trình này cực kì chậm.

Hố đen lớn nhất chúng ta biết sẽ mất 10^100 năm để tan biến.

Tiến trình quá lâu đến mức khi hố đen cuối cùng bức xạ hết,

không còn ai ở đó để chứng kiến.

Vũ trụ sẽ trở nên không thể ở được từ lâu cho đến khi đó.

Đây chưa phải là kết thúc của câu chuyện

vẫn còn nhiều điều thú vị về hố đen.

Chúng ta sẽ khám phá ra chúng ở phần hai.

Chân thành cảm ơn tới Fraser Cain đã giúp đỡ hoàn thành video!

Tiện thể, chúng tôi đã làm một số hình nền Kurzgesagt chất lượng 4K

cho các kích thước màn hình khác nhau;

bạn có thể tải nó ở trang Patreon, đồng nghĩa việc hỗ trợ chúng tôi tạo thêm nhiều video nữa

Giống như tháng 12 này, tháng đầu tiên với 3 video!