Giả thuyết về vũ trụ của chúng ta được sinh ra từ một lỗ đen siêu khổng lồ

Mặc dù việc mở rộng này cũng có những vấn đề riêng, nhưng một câu hỏi lớn hơn vẫn chưa được giải quyết, đó là: Có cái gì trước khi xảy ra vụ nổ Big Bang?

Nhà vật lý Ethan Siegel giải thích rằng, có khả năng vũ trụ đã được bắt đầu từ một lỗ đen. Các nhà vật lý công tác tại Viện nghiên cứu Perimeter - Niayesh Afshordi, Razieh Pourhasan, và Robert Mann là những người đầu tiên đề xuất ý tưởng này từ năm 2013.

Các bằng chứng hỗ trợ cho lý thuyết này là điểm kỳ dị (- singularity - là một điểm có mật độ siêu đậm đặc, nóng và tràn đầy năng lượng) - chỉ xảy ra trong hai trường hợp trong vũ trụ: Vụ nổ Big Bang và lỗ đen. Một điểm kỳ dị hấp dẫn là một điểm một chiều mà ở đó các định luật vật lý về không - thời gian bị phá vỡ.

Các lỗ đen sinh ra các điểm kỳ dị tồn tại trong chân trời sự kiện (event horizon) hai chiều. Chân trời sự kiện này bất chấp tất cả mọi thứ được cho là chi phối vật lý về vũ trụ - cả cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng. Chân trời sự kiện của một lỗ đen được cho là có kích thước lớn hơn nhiều so với những gì mà các hạt bên trong nó có thể giữ lại.

Siegel giải thích “thực tế là cho dù các lỗ đen trong vũ trụ của chúng ta có lớn hơn nữa cũng không phải là vấn đề. Các định luật vật lý mà chúng ta biết hiện nay bị phá vỡ tại điểm kỳ dị nằm ở trung tâm. Nếu chúng ta muốn mô tả một cách chính xác, thì cần phải hợp nhất thuyết lượng tử và thuyết tương đối rộng”.

Sự sinh ra của lỗ đen

Bởi vì hiểu biết của chúng ta về vũ trụ vẫn còn rất hạn chế, chúng ta chỉ đơn giản gọi điểm này là điểm kỳ dị. Về cơ bản, chân trời sự kiện của một lỗ đen là sự lặp lại một chiều của vũ trụ ba chiều. Có lẽ, vũ trụ của chúng ta là sản phẩm của một điểm kỳ dị trong một lỗ đen nguyên sinh lớn hơn? Vũ trụ của chúng ta là ba chiều bọc xung quanh chân trời sự kiện của một vũ trụ khác?

Theo một thông cáo báo chí của viện nghiên cứu Perimeter, “trong kịch bản này, vũ trụ của chúng ta đã bùng nổ khi một ngôi sao trong một vũ trụ bốn chiều sụp đổ thành một lỗ đen”

Siegel đã giải thích tại sao điều này lại hoàn toàn có khả năng:

“Khi lỗ đen mới được hình thành, thì chân trời sự kiện đầu tiên mới có, sau đó nhanh chóng mở rộng và tiếp tục phát triển khi có nhiều vật chất liên tục bị rơi vào đó. Nếu bạn đặt một tấm lưới phối hợp trên bao bì hai chiều này, bạn sẽ thấy rằng nó được bắt đầu từ nơi các đường lưới gần sát vào nhau, và sau đó mở rộng nhanh chóng khi lỗ đen được tạo thành, sau đó lại mở rộng ngày càng chậm khi vật chất rơi vào trong với tốc độ ngày càng chậm hơn. Điều này phù hợp – ít nhất là về mặt khái niệm – với những gì chúng ta quan sát được về tốc độ mà vũ trụ ba chiều của chúng ta đang nở ra.

Liệu điều này có phải là mỗi khi có một lỗ đen được hình thành, thì một vũ trụ hai chiều sẽ được sinh ra? Siegel bình luận rằng “nghe thì có vẻ điên rồ, nhưng câu trả lời là “có thể””.

Mặc dù rất hấp dẫn, nhưng đây vẫn chỉ là suy luận lý thuyết. Chúng ta cần hiểu rõ hơn về vật lý vũ trụ để có thể xác nhận được điều này.

Anh Thư (Tổng hợp)