Tiên đoán của thế kỷ hai mươi về sự tồn tại của hố đen đã nêu ra một câu hỏi là bằng cách nào một thiên thể kỳ dị như vậy được hình thành. Qua thời gian, các nhà khoa học bắt đầu nhận ra có nhiều câu trả lời cho câu hỏi này, dựa vào kích thước của hố đen. Suốt từ thời của Michell và Laplace, các nhà thiên văn học và vật lý học đã tập trung vào kích thước của thiên thể có lực hấp dẫn lớn. Vì vậy nhiệm vụ tìm hiểu một thiên thể như vậy hình thành như thế nào được tập trung vào vòng đời và các quá trình vật lý của chúng trong phạm vi các vì sao.


Tuy nhiên, phương trình toán học của thuyết tương đối rộng của Einstein lại cho phép tồn tại hố đen ở mọi kích thước, bao gồm cả những hố đen rất nhỏ. Sau khi John Wheeler đặt ra thuật ngữ hố đen năm 1967, một số các nhà khoa học bắt đầu đặt ra giả thuyết về những hố đen siêu nhỏ. Một hố đen siêu nhỏ có thể có kích thước của một nguyên tử. Nhưng vật chất của nó có thể đặc đến nỗi nó có thể nặng tới 100 nghìn tỷ tấn! Và ngay cả nhũng hố đen nhỏ hơn--bằng kích thước của hạt nhân nguyên tử--cũng có thể kéo cán cân về khoảng 1 tỷ tấn.

Hố Đen Siêu Nhỏ

Một hố đen nhỏ như vậy có thể không có liên quan gì với kích thước của các vì sao, hay hố đen của các vì sao. Vì vậy sự hình thành của phiên bàn nhỏ này cũng không thể liên quan gì tới sự sống chết của các vì sao. Vậy lực gì hay quá trình nào có thể tạo ra hố đen siêu nhro như vậy? Trong những năm đầu 1970, nhà vật lý học người Anh Stephen Hawking đã đưa ra một câu trả lời đáng tin cậy, cụ thể là những thiên thể nhỏ xíu này đến từ Big Bang--một vụ nổ khổng lồ mà lúc đó, hầu hết các nhà khoa học tin rằng, vũ trụ hiện tại của chúng ta được sinh ra. “Với một lượng lớn vật chất đang bung ra ở khắp mọi nơi,” Isaac Asimov giải thích,

"một vài bộ phận của các thứ đang giãn nở [ví dụ, vật chất] có thể va chạm với nhau. Một phần của các vật chất va chạm sau đó được ép chặt với áp suất cực lớn từ mọi hướng. Các vật chất bị ép này sau đó cỏ thể co lại thành một điểm và sự gia tăng cường độ hấp dẫn đã ép chúng co lại mãi mãi".14

Stephen Hawking cho rằng các hố đen siêu nhỏ hình thành từ vụ nổ khổng lồ hình thành nên vũ trụ.

Hawking và những người khác cho rằng có hàng ngàn hố đen siêu nhỏ như vậy tồn tại ở khắp nơi trong vũ trụ. Nếu vậy, sớm hay muộn gì một vài trong số chúng sẽ đến một tiểu hành tinh, hành tinh hay các thiên thể lớn và bị hút lại do lực hấp dẫn của chúng. Một cuộc gặp gỡ như vậy có thể vừa nguy hiểm vừa thê thảm. Theo Asmov:

"Nếu một hố đen siêu nhỏ va chạm với các thiên thể lớn hơn, nó sẽ khoan xuyên qua thiên thể đó. Nó sẽ nhân chìm mảnh vật chất đầu tiên va chạm, giải phóng ra năng lượng đủ lớn để làm nóng chảy và bốc hơi phần vật chất trước mặt ngay lập tức. Sau đó nó sẽ đi qua làn hơn nóng, hấp thu nó khi di chuyển và tăng thê sức nóng, đi ra khỏi thiên thể đó và trở thành hố đen lớn hơn khi đi vào".15

Đường hầm đi qua một hành tinh do một hố đen siêu nhỏ gây ro quá nhỏ và quá hẹp đến nỗi còn khó phát hiện hơn cả một đường hầm do kiến đào trong vườn nữa. Nếu một hố đen siêu nhỏ tồn tại, thì các tác động của chúng lên các thiên thể lớn là rất nhỏ đối với con người và các thực thể sống khác trong vũ trụ.

Ngược lại, các hố đen của sao và các khối lượng lớn hơn lại có tác động lớn đối với vũ trụ và sự sống. Và đây là lý do các nhà khoa học cống hiến rất nhiều thời gian và sức lực trong những năm gần đây để tìm hiểu xem chúng hình thành như thế nào và tính chất của chúng là gì. Họ nhận ra rằng điều đó đến một quá trình mạnh khủng khiếp hoặc một sự kiện để đểu nén một lượng vật chất khổng lồ như vậy vào một không gian cực nhỏ. Thêm nữa, năng lượng giải phóng phải lớn gấp ngàn lần các hiện tượng con người cho là thảm khốc--gồm động đất, núi lửa phun và va chạm của thiên thể va chạm vào bề mặt hành tinh. Thật rõ ràng cho các nhà khoa học rằng chỉ có cái chết mạnh phi thường của một ngôi sao có thể so sánh với sự hình thành của một sao hố đen.

14. Asimov, Collapsing Universe, pp. 198–99.
15. Asimov, Collapsing Universe, p. 200.

 (Còn nữa...)

 Trịnh Khắc Duy - PAC