Một lỗ đen phát nổ từ thời "khai thiên lập địa", tàn tích giờ mới được nhìn thấy

Cơ hội 90% chứng kiến lỗ đen nổ tung, nhân loại sắp chạm tay vào "chén thánh" của Stephen Hawking.

Một nghiên cứu mang tính bước ngoặt vừa được công bố trên tạp chí danh tiếng Physical Review Letters chỉ ra rằng, một vụ nổ lỗ đen từ thuở khai thiên lập địa có thể sẽ được ghi nhận ngay trong vòng 10 năm tới, mở toang cánh cửa giải mã những bí ẩn lớn nhất của vũ trụ.

Ảnh minh họa.

Suốt nhiều thập kỷ, giới khoa học luôn tin rằng cơ hội để con người chứng kiến một lỗ đen nổ tung là cực kỳ mong manh – với tỷ lệ chỉ xảy ra một lần mỗi 100.000 năm. Thế nhưng, các nhà vật lý tại Đại học Massachusetts Amherst (Mỹ) vừa dội một gáo nước lạnh vào giả định cũ kỹ đó. Bằng việc giới thiệu mô hình lý thuyết đột phá mang tên "dark-QED" (điện động lực học lượng tử tối), nhóm nghiên cứu khẳng định xác suất để các kính thiên văn hiện tại bắt trọn một vụ nổ lỗ đen trong thập kỷ này lên tới hơn 90%.

Đối tượng được gọi tên trong nghiên cứu này là các lỗ đen nguyên thủy (PBH). Chúng không được sinh ra từ cái chết của các ngôi sao như lỗ đen thông thường, mà đã hình thành từ các biến động mật độ vật chất cực đại chỉ vài phần tỷ giây sau vụ nổ Big Bang. Theo lý thuyết "bức xạ Hawking" nổi tiếng của Stephen Hawking, các lỗ đen này liên tục giải phóng năng lượng và co lại. Lỗ đen càng nhỏ, nhiệt độ của nó càng tăng cao cho đến khi toàn bộ cấu trúc bị mất kiểm soát và nổ tung trong một đợt bùng phát tia gamma dữ dội.

Trước đây, giới khoa học cho rằng các lỗ đen nguyên thủy tí hon đã bốc hơi và biến mất từ lâu. Tuy nhiên, mô hình dark-QED mới đã chứng minh một loại "điện tích tối" đặc biệt có thể đã hoạt động như một chất ổn định, kéo dài tuổi thọ của chúng một cách đáng kể trước khi chúng giải phóng điện tích và chuyển sang trạng thái lỗ đen Schwarzschild thuần túy để chuẩn bị cho cú nổ cuối cùng.

Nếu một vụ nổ như vậy thực sự lọt vào tầm ngắm của các đài quan sát tia gamma trong vòng mười năm tới, đây sẽ là một trong những phát hiện vĩ đại nhất lịch sử vật lý hiện đại. Nó không chỉ là bằng chứng thực tế đầu tiên xác thực trọn vẹn lý thuyết của Stephen Hawking sau hơn nửa thế kỷ nằm trên giấy, mà còn là chiếc chìa khóa vạn năng giải mã cấu trúc vũ trụ.

Ảnh minh họa.

Bức xạ từ vụ nổ cuối cùng của một lỗ đen nguyên thủy được dự đoán sẽ giải phóng mọi hạt cơ bản trong tự nhiên, bao gồm cả những hạt giả thuyết cấu thành nên vật chất tối – thứ vật chất huyền bí đang chiếm phần lớn khối lượng vũ trụ nhưng chưa từng được nhìn thấy trực tiếp. Hơn thế nữa, đây là cơ hội rõ ràng nhất từ trước đến nay để nhân loại kết hợp thành công hai học thuyết vốn luôn xung đột sâu sắc: cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng của Einstein. Bầu trời đang được giám sát chặt chẽ, và giới vật lý toàn cầu đang nín thở chờ đợi khoảnh khắc lịch sử này diễn ra.