Quan niệm về hố đen luôn đè chặt lên trí tưởng tượng của loài người. Khá nhiều các sinh vật lạ, đáng sợ, các vật thể đã được con người xây dựng lên trong các câu truyện thần thoại, các chuyện giả tưởng. Khoa học hiện đại ngày nay cũng đã tiết lộ những thứ quái lạ, đáng lo lắng không kém của thế giới tự nhiên. Nhưng dẫu sao những thứ này cũng không thể so sánh với hố đen, một vật thể có lực hấp dẫn lớn đến nỗi ánh sáng cũng không thể nào thoát ra nỗi và là nơi mà hầu như mọi định luật của tự nhiên đều bị phá vỡ. Trong những lời ghi lại của nhà vật lý Kip Thorne, một trong những chuyên gia hàng đầu thế giới nghiên cứu về hố đen :

Trong tất cả những quan niệm của con người, từ những hình kì lân xa xưa của những câu truyện thần thoại cho tới những chiếc máng xả nước của ngành xây dựng hay những quả bom khinh khí, có lẽ điều kì dị nhất là hố đen: một cái hố trong khoảng không vũ trụ, với những rào cản nhất định sẽ khiến bất kì vật gì rơi và trong và không gì có thể trốn thoát, một cái hố với lực hấp dẫn mạnh tới nỗi ánh sáng cũng bị tóm gọn và giữ trong gọn kìm của nó, một cái hố có thể bẻ cong không gian và thời gian.

Đối với nhiều người, những ý nghĩ về con quái vật của vũ trụ dường như giống một cái gì đó ngoài những cuốn tiểu thuyết hay bộ phim khoa học viễn tưởng. Và theo như lời Thorne: ”các định luật thực nghiệm khá tốt của vật lý tiên đoán cương quyết rằng hố đen nhất định tồn tại, ngay trong ngân hà của chúng ta con số cũng có thể lên tới hàng triệu.”1

Con quái vật bí ẩn

Mặc dù có khả năng tồn tại một số lượng lớn hố đen đang ẩn lấp ngoài khoảng không vũ trụ, những vật thể lạ lùng này lại không dễ dàng gì để quan sát và nghiên cứu. Thorne thừa nhận rằng: ” bóng tối của chúng ẩn dấu đi sự quan sát, các nhà thiên văn sẽ gặp phải những khó khăn rất lớn trong việc tìm ra chúng.”2Chính tính lẫn tránh này truyền cho hố đen một bầu không khí bí ẩn. Và thực tế còn có một lý do nữa làm cho hố đen trở lên kì lạ với nhiều người là nó là một vật thể cực kỳ bí ẩn. Bởi ngay cả ánh sáng cũng bị bẫy vào trong chúng, ngăn cách khả năng nhìn thấy, khả năng hữu hình của những phần tử trong vũ trụ, chúng tối, tiên đoán một điềm giở và ở một góc độ nào đó chúng trở lên đáng sợ. Điều quan trọng nhất là cái gì nằm trong những hố đen này. Cho dù loài người đã cố gắng lí thuyết hóa chúng bằng mọi cách, hố đen vẫn một bí ẩn tột cùng. Theo như lời của Jhone Taylor, một học giả xuất sắc của trường Đại Học Hoàng Gia London:

Khí và mảnh vụn đá quay quanh một hố đen, tạo ra một đĩa vật chất mà rốt cuộc tất cả cũng bị hút vào trong hố

Kể từ khi con người bắt đầu suy nghĩ, chúng ta đã tôn thờ những cái mà chúng ta không thể hiểu biết. Nhiều nhiên niên kỷ đã trôi qua, hiểu biết về thế giới xung quanh chúng ta cũng đã tăng lên khá nhiều và giờ đây chúng ta đang ở trong tình trạng phải đối mặt với giới hạn của nhận thức, cái mà chẳng bao giờ có thể xuyên suốt nếu chúng ta còn dữ lại những dạng vật lý hiện tại. Giới hạn đó chính là hố đen. Mặc dù cố gắng hết sức chúng ta cũng sẽ chẳng bao giờ thoát được vật đáng sợ nơi thiên đàng này một khi đã ở trong đó. Hay chúng ta sẽ chẳng bao giờ tìm ra thứ gì bên trong nó nếu chúng ta cứ đứng ở ngoài mãi do sợ hãi trước một chuyến đi chỉ có một chiều.

Tại sao lại phải nghiên cứu hố đen ?

Nếu như hố đen thật sự bí ẩn như vậy và ở một góc độ nào đó là không thể hiểu biết được, và thật dễ dàng để những người không chuyên băn khoăn liệu chúng có đáng giá để nghiên cứu. Liệu các nhà thiên văn có nên đầu tư thời gian, năng lượng và tiền bạc để theo đuổi những nỗ thực tế hơn không? Câu trả lời dường như là không. Rất nhiều bằng chứng cho thấy hố đen có mối liên quan khá mật thiết tới nguồn gốc tiến triển của vũ trụ. Trước hết có thể nói những hố đen như vậy biểu thị lực hấp dẫn đã từng trải qua mọi thời gian. Lực hấp dẫn là lực níu kéo vũ trụ lại với nhau và các nhà khoa học càng nắm bắt được nhiều về nó họ càng giải thích được tốt hơn về nguồn gốc và cấu trúc của vũ trụ . “Một động lực mãnh liệt cho việc tìm ra hố đen” nhà vật lý Mitchell Begelman và Martin Ress viết, “là chúng là những vật đại diện cho những nơi mà lực hấp dẫn đã át đi tất cả các lực khác, cho phép người ta thử nghiệm lý thuyết về lực hấp dẫn dưới những điều kiện khắc nhiệt nhất.”4

Một trong số rất nhiều lí do khiến các nhà khoa học hào hứng nghiên cứu hố đen là thực tế là có rất nhiều hố đen liên quan tới nguồn gốc của các vì sao. Hiểu được hố đen hình thành từ các vì sao như thế nào chúng ta sẽ biết rất nhiều về giai đoạn tiến hóa cuối cùng của các vì tinh tú. (Thuật ngữ tinh tú đông nghĩa với sao.) Đồng thời, cũng làm tăng thêm chứng cớ cho khả năng rằng sự tiến hóa của các thiên hà--nơi một khối lượng lớn đang xoay vòng của hàng tỉ ngôi sao--có thể bị trói chặt vào các quá trình hình thành và vòng đời của các hố đen khổng lồ tại tâm của các thiên hà.

Thêm vào đó, các nhà khoa học tin rằng hố đen chứa đựng trong nó rất nhiều đầu mối quan trọng của các mối quan hệ tự nhiên của không gian và thời gian, đó là giữa thế giới 3 chiều quen thuộc và chiều thứ tư của thời gian. Các nhà khoa học thường nhắc tới không gian và thời gian bằng thuật ngữ “không thời gian.” Ở gần hố đen, ”không thời gian biểu hiện một cách kì dị và rất ‘không thuộc về trực giác’,” Belgerman chỉ ra rằng :

Ví dụ, thời gian là “đứng yên” đối với một người quan sát đang lượn lờ quanh chân trời sự cố [bản lề của hố đen], họ có thể thấy được toàn bộ tương lai bên ngoài vũ trụ mà đối với anh ta chỉ diễn ra trong một khoảnh khắc ngắn ngủi. Những điều lạ lùng có thể xảy ra với một người nào đó liều lĩnh đi vào bên trong chân trời sự cố… Sự không chắc chắn của chúng ta về bên trong hố đen không thể giảm bớt đi sự tự tin trong những tiên đoán vật lý [những tác động lên vũ trụ xung quanh chúng]. Tương tự, có rất nhiều bí ẩn nằm sâu bên trong hạt nhân nguyên tử, nhưng điều này không thể ngăn cản các nhà vật lý tính toán ra tính chất của nguyên tử.5

Các nhà nghiên cứu đang kiểm tra lần cuối dụng cụ dò tìm tia X, loại bức xạ có thể cho thấy vị trí của hố đen