Làm thế nào để điểm trúng một lỗ sâu đục (nếu nó tồn tại)

Một nghiên cứu mới đã nêu một phương pháp dò một hiện tượng mang tính suy luận nhưng thu hút sự tưởng tượng của những người yêu khoa học viễn tưởng: các lỗ sâu đục, vốn hình thành như một hành lang giữa hai vùng không thời gian bị chia tách.

Rất nhiều cách có thể kết nối một khu vực trong vũ trụ của chúng ta với một thời gian khác và/hoặc trong vũ trụ của chúng ta, hoặc với một vũ trụ khác hoàn toàn.

Liệu các lỗ sâu đục có tồn tại hay không đã gây tranh luận. Qua một công trình xuất bản trên Physical Review D “Observing a wormhole”, các nhà vật lý đã miêu tả một kỹ thuật dò được các “cây cầu” đặc biệt này.

Phương pháp này tập trung vào điểm một lỗ sâu đục quanh Sagittarius A*, một vật thể được coi là một lỗ đen siêu khối lượng tại tâm của dải Ngân hà. Trong khi chưa có bằng chứng là có một lỗ sâu đục tại đây, có một chỗ hợp lý để tìm nó bởi người ta chờ đợi các lỗ sâu đục ở trong những điều kiện về hấp dẫn lên tới cực điểm như sự hiện diện của các lỗ đen siêu khối lượng.

Trong công trình mới này, các nhà khoa học đã viết, nếu một lỗ sâu đục tồn tại ở khu vực Sagittarius A*, gần những ngôi sao có thể bị lực hấp dẫn của các ngôi sao tại một lỗ đen siêu khối lượng khác ở cuối hành lang này ảnh hưởng. Và kết quả là có thể dò được sự hiện diện của một lỗ sâu đục bằng việc tìm những sai lệch nhỏ trong quỹ đạo được chờ đợi của các ngôi sao gần Sagittarius A*.

“Nếu có hai ngôi sao, mỗi ngôi sao ở một phía của lỗ sâu đục này, ngôi sao về phía chúng ta phải cảm nhận được sự ảnh hưởng của lực hấp dẫn từ ngôi sao ở phía bên kia. Thông lượng hấp dẫn này sẽ đi qua lỗ sâu đục”, TS. Dejan Stojkovic, nhà vũ trụ học tại trường Khoa học và nghệ thuật, trường đại học Buffalo, nói. “Vì vậy nếu anh lập bản đồ quỹ đạo anh dự đoán của một ngôi sao quanh Sagittarius A*, anh phải thấy những sai lệch từ quỹ đạo nếu lỗ sâu đục ở đó với một ngôi sao ở phía bên kia”.

Stojkovic dẫn dắt nghiên cứu này cùng tác giả thứ nhất, TS. De-Chang Dai, trường đại học Dương Châu, Trung Quốc.

Nhìn cận cảnh tại S2, ngôi sao đi theo quỹ đạo Sagittarius A*

Stojkovic lưu ý, nếu các lỗ sâu đục được khám phá thì chúng sẽ không giống loại mà khoa học viễn tưởng vẫn thường hình dung.

“Ngay cả nếu một lỗ sâu đục đi qua, con người và cả tàu vũ trụ phần lớn đều sẽ không nghĩ là đã vượt qua nó”, ông nói. “Thực tế là cần một nguồn năng lượng âm để giữ cho lỗ sâu đục mở và chúng ta không biết cách nào làm được điều đó. Để tạo ra một lỗ sâu đục lớn đủ bền, anh cần một số… phép ma thuật”.

Tuy nhiên, các lỗ sâu đục, dù đi qua hay không – vẫn là một hiện tượng lý thuyết thú vị để nghiên cứu. Trong khi chưa có bằng chứng thực nghiệm nào cho thấy các hành lang đó tồn tại nhưng chúng vẫn có thể tồn tại, ít nhất là về lý thuyết. Như Stojkovic giải thích, các lỗ sâu đục là “một giải pháp vô cùng phù hợp với các phương trình của Einstein”.

Nghiên cứu được công bố trên Physical Review D tập trung vào cách các nhà khoa học có thể săn tìm một lỗ sâu đục bằng việc tìm các nhiễu loạn trong con đường của S2, một ngôi sao mà các nhà thiên văn đã quan sát đi theo quỹ đạo của Sagittarius A*.

Trong khi các kỹ thuật giám sát hiện hành không đủ độ chính xác để tiết lộ được sự hiện diện của một lỗ sâu đục, Stojkovic cho biết việc thu thập dữ liệu về S2 trong thời kỳ dài hoặc phát triển các kỹ thuật dò chuyển động của nó một cách chính xác hơn có thể giúp đem đến khả năng làm được điều đó trong tương lai gần. Những kỹ thuật tiên tiến như vậy có thể sẽ không quá xa chúng ta, anh dự đoán và có thể xảy ra trong một vài thập kỷ tới.

Dẫu sao, Stojkovic thận trọng, trong khi phương pháp mới có thể được dùng để dò một lỗ sâu đục, nếu quả thật nó tồn tại, thì nó cũng không đủ chứng minh rằng một lỗ sâu đục có tồn tại. “Khi đạt đến độ chính xác cần thiết cho quan sát của chúng ta, chúng ta có thể đủ khả năng nói một lỗ sâu đục là thứ hoàn toàn có thể giải thích được nếu như dò sự nhiễu loạn trong quỹ đạo của S2. Nhưng chúng ta không thể nói, ‘vâng, đây đích xác là một lỗ sâu đục’. Có thể có một số giải thích khác, một cái gì đó về sự nhiễu loạn trong chuyển động của ngôi sao ở về phía chúng ta”, ông nói.

Dẫu bài báo tập trung vào việc các lỗ sâu đi qua, kỹ thuật này có thể chỉ dấu sự hiện diện cả một lỗ sâu chuyển động hoặc không chuyển động, Stojkovic nói. Anh giải thích, lực hấp dẫn là độ cong của không thời gian, các hiệu ứng của hấp dẫn bị mất về hai phía của lỗ sâu đục, dù các vật thể có thể đi qua hay không.

Tô Vân dịch

Nguồn:  https://phys.org/news/2019-10-wormhole.html