The Sky at Night - Complete Series

Ẩn trong vũ trụ ngày càng mở rộng của chúng ta là những con quái vật bí ẩn.

Những con quái vật với lượng vật chất khổng lồ

dồn vào thể tích nhỏ bé của chúng, bẻ cong không thời gian thành một vực sâu không đáy.

Những con quái vật này là các hố đen.

Hố đen từ lâu đã nắm giữ trí tưởng tượng của nhiều nhà khoa học.

Tuy nhiên, phải đến gần đây chúng ta mới có thể hình dung chi tiết

những gì xung quanh chúng.

Kết quả là, chúng vẫn chưa được hiểu rõ.

Nhưng chúng ta biết chúng nắm giữ chìa khóa mở ra nhiều bí ẩn trong vũ trụ của chúng ta.

Chúng thậm chí có thể đã định hình vũ trụ xung quanh chúng ta,

đó là lý do tại sao việc hiểu chúng là điều cơ bản.

Dịch: sexyca - HDVietnam Copyright © 2023 by sexyca All right reserved

Tôi sẽ tìm hiểu tin tức

từ đài quan sát trọng lực lớn nhất thế giới.

Đó là một cửa sổ hoàn toàn mới trên vũ trụ.

Tôi sẽ báo cáo một khám phá mới -

một trong những hố đen siêu lớn lớn nhất cho đến nay.

33 tỷ lần khối lượng Mặt trời.

Tiến sĩ George Dransfield đến thăm một phòng thí nghiệm nơi các hố đen được nghiên cứu

ngay trên Trái đất.

Và chuyên gia ngắm sao nội bộ của chúng tôi, Pete Lawrence,

cho chúng ta biết những gì chúng ta có thể nhìn thấy trên bầu trời đêm trong tháng này.

Dịch: sexyca - HDVietnam Copyright © 2023 by sexyca All right reserved

Chỉ riêng trong Dải Ngân hà của chúng ta, người ta cho rằng có tới 180 triệu hố đen tồn tại.

Và những vật thể kỳ lạ này đẩy giới hạn hiểu biết của chúng ta

về vật chất, không gian và thời gian.

Người đầu tiên suy nghĩ nghiêm túc về các hố đen

là nhà khoa học người Anh John Mitchell hồi năm 1783,

mặc dù ông gọi chúng là các ngôi sao tối.

Ngày nay, khám phá của Mitchell là một phần quan trọng của vật lý thiên văn

và vũ trụ học, nhưng vẫn còn rất nhiều điều cần tìm hiểu

về hiện tượng vũ trụ này và cách chúng được sinh ra.

Các hố đen khác nhau về kích thước và khối lượng - các đặc tính được thiết lập khi chúng hình thành.

Để hiểu về một hố đen, trước tiên chúng ta phải hiểu

sự sống và cái chết của các ngôi sao.

Tôi đang gặp nhà vật lý thiên văn, Tiến sĩ Becky Smethurst

từ Đại học Oxford để thảo luận về sự tiến hóa của sao.

Becky, có rất nhiều loại sao khác nhau trong vũ trụ.

Làm thế nào để chúng ta phân biệt chúng?

Chúng ta phân biệt chúng theo nhiệt độ và khối lượng,

xem chúng lớn đến mức nào.

Vì vậy chúng ta hãy bắt đầu với những ngôi sao nhỏ nhất, những ngôi sao có khối lượng nhỏ nhất.

Chúng thực sự không cần phải đốt cháy nhiên liệu nhanh chóng

để chống lại lực hấp dẫn hướng vào bên trong.

Và vì vậy chúng sống lâu hơn rất nhiều.

Các ngôi sao đốt cháy hydro thành heli,

giải phóng năng lượng giúp kiềm chế lực hấp dẫn.

Và ở đầu bên kia của thang đo,

bạn có những ngôi sao khổng lồ rất lớn và có màu xanh lam,

bởi vì chúng nóng hơn rất nhiều, vì chúng đang đốt cháy nhiên liệu nhanh hơn nhiều

để chống lại lực hấp dẫn đang nghiền nát bên trong.

Mặt trời nằm ở giữa hai thái cực đó.

Nó đốt cháy hydro thành heli theo cách tương tự như các ngôi sao khác,

nhưng không ở tốc độ như một ngôi sao lớn,

nhưng vẫn nhanh hơn nhiều so với một ngôi sao nhỏ hơn.

Vì vậy, một ngôi sao ở giai đoạn này trong cuộc đời của nó

là sự cân bằng giữa trọng lực và năng lượng phát ra từ trung tâm.

Nhưng tất cả các ngôi sao cuối cùng sẽ cạn kiệt nhiên liệu ở trung tâm

và lực hấp dẫn sẽ nghiền nát chúng.

Những ngôi sao có kích thước tương tự mặt trời của chúng ta sẽ trở thành sao lùn trắng -

lõi sao dày đặc.

Nhưng những ngôi sao lớn hơn có kết thúc bi thảm hơn nhiều.

Vì vậy, với những ngôi sao lớn hơn, chẳng hạn như gấp10 lần khối lượng Mặt trời,

khi nó cạn kiệt nhiên liệu ở lõi trung tâm,

chúng ta bắt đầu đạt đến cái mà chúng ta gọi là một siêu tân tinh.

Vì vậy, phép so sánh ưa thích của tôi để mô tả quá trình này là

nếu bạn lấy một quả bóng tennis để tượng trưng cho lõi của ngôi sao,

thì bạn lấy một quả bóng bàn để tượng trưng cho khí hydro

xung quanh bên ngoài.

Nhưng bạn đặt quả bóng bàn lên trên quả bóng tennis

và thả chúng cùng với nhau.

Khi quả bóng tennis nảy lên khỏi mặt đất,

nó sẽ truyền toàn bộ năng lượng cho quả bóng bàn

và quả bóng bàn sẽ bay hoàn toàn.

Và về cơ bản điều tương tự cũng xảy ra ở một siêu tân tinh.

Hydro rất nhẹ bật ra khỏi lõi rất đặc đó

và bị ném ra ngoài trong quá trình siêu tân tinh.

Một siêu tân tinh, một vụ nổ thảm khốc trên bầu trời đêm,

một vụ phun trào có khả năng chiếu sáng cả một thiên hà.

Và những siêu tân tinh này rất sáng. Chúng ta nhìn thấy chúng trên khắp vũ trụ.

Yeah, chúng ta biết. Chúng cực kỳ sáng khi điều này xảy ra.

Chúng tôi thực sự đã nhìn thấy một siêu tân tinh gần đây trong M101,

và điều này là nhờ các nhà thiên văn nghiệp dư đang quan sát M101

vì một lý do hoàn toàn khác.

Những hình ảnh được chụp cho phép các nhà khoa học xác định

thời điểm xảy ra vụ nổ trong vòng một giờ.

Đây là một siêu tân tinh sụp đổ lõi

và tất cả những gì còn lại là một quả cầu khí nóng dày đặc.

Điều gì xảy ra tiếp theo, một lần nữa, lại phụ thuộc vào khối lượng của nó.

Nhưng điều gì xảy ra với lõi của một ngôi sao sau khi trở thành siêu tân tinh?

Nếu bạn đi lên những thứ có khối lượng gấp khoảng 25 lần Mặt trời,

lực hấp dẫn hướng xuống dưới,

chúng ta không biết có quá trình nào có thể chống lại lực hấp dẫn nghiền đó.

Bạn đã nghiền nát nó, bây giờ nó đủ dày đặc

để ánh sáng không thể thoát ra khỏi vật thể đó.

Và đó là lúc bạn kết thúc với một hố đen.

Các hố đen là những vật thể có lực hấp dẫn cực lớn.

Một ranh giới vô hình, gọi là chân trời sự kiện,

bao quanh hố đen.

Bất cứ thứ gì

vượt qua chân trời sự kiện sẽ không bao giờ thoát ra được,

kể cả chính ánh sáng.

Ở trung tâm của hố đen

là điểm kỳ dị -

điểm mà vật chất dường như

trở nên dày đặc vô hạn.

Điều đầu tiên chúng ta luôn nói đến về một hố đen

là chân trời sự kiện.

Đó là điểm mà tại đó bạn sẽ phải di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng

để thoát khỏi lực hấp dẫn

của hố đen.

Tuy nhiên, những gì vượt qua chân trời sự kiện thực sự chỉ là phỏng đoán.

Vì ánh sáng không thể thoát ra

nên chúng ta không thể lấy được bất kỳ thông tin nào từ nó hoặc bất kỳ dữ liệu nào

để biết nó trông như thế nào. Bởi vì không có gì có thể thoát khỏi? Chính xác đó.

Về mặt toán học, chúng ta sẽ mô tả nó như một điểm kỳ dị.

Vì vậy, nơi chúng ta đã lấy tất cả vật chất từng nằm trong lõi của ngôi sao đó

và chúng ta đã nghiền nát nó thành một điểm vô cùng nhỏ,

dày đặc vô hạn. Và có điểm này ở giữa nơi

chúng ta biết vật lý của chúng ta bị phá vỡ? Chính xác là như vậy.

Và đó là nơi mà lý thuyết hấp dẫn tốt nhất của chúng ta,

thuyết tương đối rộng của Einstein,

không thể giải thích những gì đang xảy ra tại điểm chính xác đó.

Ánh sáng bị mắc kẹt bên trong những hố trọng lực sâu này,

khiến cho việc quan sát và nghiên cứu các hố đen trở nên khó khăn.

Có lẽ vì chúng ta không thể nhìn thấy chúng

nên hố đen thường được mệnh danh

là một trong những thứ đáng sợ nhất vũ trụ

Nhưng điều này có đúng không?

Mọi người đều yêu thích một hố đen.

Nhưng tôi sẽ không đến quá gần.

Đến quá gần thì không có gì - kể cả ánh sáng,

thứ nhanh nhất trong vũ trụ - có thể thoát khỏi lực hấp dẫn của nó.

Nơi điều này xảy ra được gọi là chân trời sự kiện.

Nhưng sự thật là bạn sẽ phải chịu số phận rất lâu trước khi đến được đó.

Sự khác biệt trong lực hấp dẫn giữa bàn chân và đầu của bạn

có thể sẽ kéo bạn ra xa nhau -

một quá trình quyến rũ được gọi là "mì hóa".

Một số người cho rằng các hố đen được bao quanh bởi những bức tường lửa dữ dội,

có thể phá hủy bất cứ thứ gì đi qua chúng.

Và chúng ta đã thấy tác động của các hố đen xé toạc các ngôi sao

trên khắp vũ trụ.

Trong khoa học viễn tưởng, các hố đen luôn là những sinh vật

đe dọa tàu vũ trụ trong đêm.

Chúng nổi tiếng với việc gây rối thời gian và đe dọa các phi thuyền,

giống như trong bộ phim Interstellar năm 2014.

Ngôn ngữ chúng tôi sử dụng để mô tả chúng phản ánh điều này.

Chúng ta luôn nói rằng chúng đang “ẩn náu” ở trung tâm thiên hà.

Tôi nghĩ chúng tôi đã gọi chúng là quái vật khi bắt đầu chương trình.

Nhưng thực ra, các hố đen là những con thú thân thiện.

Hãy xem bộ phim này được thực hiện bởi các nhà thiên văn học,

những người hàng năm đi đến kính viễn vọng trên đỉnh núi ở Chile và Hawaii

để nhìn chằm chằm vào trung tâm thiên hà của chúng ta.

Chúng ta đang quan sát các ngôi sao chuyển động trên quỹ đạo xung quanh một thứ

có trọng lượng tương đương vài triệu mặt trời nhưng lại bị nhồi nhét vào một khu vực

nhỏ hơn hệ mặt trời của chúng ta.

Đây chắc hẳn là một hố đen đang ẩn nấp đầy đe dọa

ở trung tâm thiên hà của chúng ta.

Nhưng những ngôi sao đó không gặp bất kỳ nguy hiểm nào.

Chúng sẽ không rơi vào hố đen

cũng như Trái đất sẽ không rơi vào Mặt trời.

Hãy tránh xa và bạn có thể tận hưởng một hố đen một cách an toàn.

Chúng thậm chí có thể đóng vai trò thắp sáng vũ trụ.

Nếu tôi muốn biến vật chất thành ánh sáng,

hóa ra việc tạo ra một ngôi sao là một cách thực hiện

rất kém hiệu quả.

Thay vào đó, điều tôi nên làm là lấy vật chất

và ném nó vào một hố đen nơi các điều kiện trong đĩa

hình thành xung quanh nó sẽ làm cho vật chất phát sáng rực rỡ.

Các hố đen - nguồn ánh sáng thiên hà thân thiện của bạn,

làm sống động vũ trụ - không phải là một mối đe dọa ghê gớm đáng sợ.

Tất nhiên trừ khi bạn bị "mì hóa"!

Hố đen gần Trái đất nhất được tìm thấy

chỉ một năm trước.

Nó chỉ cách chúng ta 1.600 năm ánh sáng.

Và mặc dù nó nằm trên ngưỡng cửa thiên hà của chúng ta,

lực hấp dẫn mạnh ở trung tâm của nó che giấu nó khỏi tầm nhìn.

Bản chất khó nắm bắt của các hố đen có nghĩa là

các nhà khoa học đã phải phát triển các kỹ thuật đột phá để chúng tiết lộ

những bí mật ẩn giấu của mình.

Một trong những kỹ thuật này liên quan đến việc phát hiện một gợn sóng vô hình

nhưng cực kỳ nhanh trong không gian và thời gian.

Đến với LIGO.

LIGO là một trong những thí nghiệm vật lý lớn nhất thế giới,

có trụ sở tại Mỹ, với dữ liệu được chia sẻ bởi các nhà khoa học

trên khắp thế giới.

Tôi đến để gặp một trong những nhà khoa học,

Tiến sĩ Tessa Baker từ Đại học Queen Mary ở Luân Đôn.

Vậy, Tessa, bạn là một nhà vũ trụ học và bạn làm việc trên dữ liệu

cho một thiết bị có tên LIGO.

Vậy LIGO là gì?

Vì vậy, LIGO là một loại máy dò đặc biệt

không giống bất kỳ loại kính viễn vọng thông thường nào khác

mà chúng ta có trong thiên văn học. Vì vậy, thiết bị quang học hoặc hồng ngoại của bạn

hoặc bất cứ điều gì tương tự? Hoàn toàn khác,

thiết lập hoàn toàn khác

và phát hiện một loại tín hiệu hoàn toàn khác đến từ vũ trụ,

được gọi là sóng hấp dẫn.

Sóng hấp dẫn là những gợn sóng nhỏ trong thời-không

gây ra bởi các quá trình mạnh mẽ và tràn đầy năng lượng trong vũ trụ.