Tiến bộ trong nghiên cứu không gian đa chiều: Các lỗ đen nhỏ

Tác giả: Han Ke

[Chanhkien.org] Mô tả cổ điển của một lỗ đen là một thực thể màu đen khổng lồ xa xôi, rất xa, tham lam nuốt chửng bất cứ vật chất nào thậm chí là ánh sáng đến gần nó. Vài nhà vật lý đưa ra các giả thuyết về  khả năng của các dạng thức khác nhau của những lỗ đen. Những phiên bản của những lỗ đen cực kỳ nhỏ có thể được tạo ngay trên đầu chúng ta khi các tia vũ trụ đập vào các nguyên tử và phân tử trong khí quyển. Các lỗ đen mới được tạo ra sau đó sẽ nhanh chóng phân rã, dội như mưa các hạt thứ cấp xuống hành tinh của chúng ta và cư dân của nó.

Nếu sự tồn tại của các lỗ đen nhỏ được xác nhận, nó sẽ chứng minh một trong các ý tưởng lạ lùng hiện đang lưu hành trong cộng đồng vật lý, đó là, chúng ta đang sống trong một vũ trụ với các chiều không gian được dò tìm thấy ngoài 3 chiều không gian và một chiều thời gian mà chúng ta quen thuộc.

Từ những năm 1970, mối quan tâm khoa học trong các không gian khác lên cao khi các nhà vật lý phát triển lý thuyết dây. Nhưng các không gian đó thì nhỏ đến nỗi chúng ta không thể kiểm định bắng những phương pháp hiện tại. Bốn năm trước, 3 nhà lý thuyết đã đề xuất một ý tưởng táo bạo. Savas Dimopuolos của Đại học Stanford và các đồng nghiệp của anh ta đã cho rằng các không gian khác đó thì không nhỏ. Một không gian khác có thể thậm chí lớn như một bán kính 1 mm. Giả thuyết này không những dấy lên khả năng tồn tại của những lỗ đen rất nhỏ, mà còn đảm bảo một cách thức kiểm định [sự tồn tại] các không gian khác. Trong các không gian khác lớn vừa phải, lực hút sẽ mạnh hơn và sẽ làm nén các vật chất và năng lượng vào trong các lỗ đen nhỏ. Nếu thực sự một lỗ đen nhỏ được khám phá, nó sẽ chứng minh sự tồn tại của các không gian khác.

Vài nhà nghiên cứu đang ghi lại dấu hiệu của các lỗ đen nhỏ. Điều này bước đầu đã được thực hiện bằng cách nghiên cứu các hạt nhỏ riêng biệt mà được kích hoạt bởi bất kỳ lỗ đen nhỏ trong khí quyển. Feng của MIT và đồng sự của ông đã tính toán tỷ lệ việc sinh ra lỗ đen trong khí quyển từ các tia vũ trụ. Các tia vũ trụ sẽ sinh ra một vài lỗ đen trong khí quyển ở vài nơi trong khí quyển trái đất trong mỗi phút. Điều này được báo cáo trong “Physical Review Letters,” ngày 14 tháng 2 năm 2002. Một máy dò tia vũ trụ mới khổng lồ, gọi là ‘Đài quan sát thăm dò perre’, hiện nay đang được xây dựng ở Argentina để kiểm định các lỗ đen nhỏ.

Các nhà vật lý ở một máy gia tốc mới mạnh, mà hy vọng bắt đầu hoạt động trong năm 2007, sẽ là bước kế tiếp để quan sát các lỗ đen. Trong trường hợp này, các lỗ đen nhỏ sẽ được hình thành như là kết quả của va chạm của các proton với năng lượng cực cao. Ngày 15 tháng 10 năm 2001, trong “Physical Review Letters,” Dimopoulos và đồng sự của ông dự đoán máy gia tốc phân tử Hadron lớn có thể tạo ra một lỗ đen mỗi giây. Cùng lúc đó, một cặp nhà nghiên cứu khác cũng đi đến kết luận tương tự [một cách] độc lập.

Hiểu biết khoa học hiện đại về các lỗ đen nhỏ và các không gian khác hiện nay thì chỉ đơn thuần là lý thuyết. Nó thậm chí còn vượt xa trí tưởng tượng để hiểu được vật chất trong không gian khác và quy luật vận hành của nó. Các không gian khác có lẽ sớm trở thành một thực tế được hiểu biết. Điều này sẽ phá vỡ biên giới khoa học hiện đại, vì thế hiểu biết của nhân lọai về tòan vũ trụ sẽ thay đổi một cách cơ bản.

Tham khảo:

1. Dimopoulos, S., và G. Landsberg. 2001. Các lỗ đen tại Máy gia tốc Hadron cỡ lớn. Physical Review Letters 87 (Ngày 15 tháng 10) :e161602. Tóm tắt có sẵn tại http://link.aps.org/abstract/PRL/v87/e161602.

2. Feng, J.L., và A.D. Shapere. 2002. Sản xuất lỗ đen bằng tia vũ trụ. Physical Review Letters 88(Ngày 14 tháng 1):e021303. Tóm tắt có sẵn tại http://link.aps.org/abstract/PRL/v88/e021303.

3. Weiss, P. “Lỗ đen bên cạnh”, Tin tức khoa học tập 161, số 12 (Ngày 23 tháng 3 năm 2002). Có sẵn tại http://www.sciencenews.org/20020323/bob9.asp

Dịch từ:

http://www.zhengjian.org/zj/articles/2002/4/6/14527.html