Hơn nửa thế kỷ trước, Stephen Hawking đã đưa ra những dự đoán gây chấn động giới khoa học về vũ trụ, những giả thuyết ban đầu bị cho là điên rồ nay đang dần được xác nhận bằng các bằng chứng mới nhất. Sự thật về các hố đen, sự tồn tại của bức xạ Hawking và ý nghĩa của chúng trong bức tranh toàn cảnh về vũ trụ ngày càng rõ ràng hơn, mở ra chân trời mới cho hiểu biết của nhân loại về vũ trụ và quy luật vận hành của nó.

HỐ ĐEN KHÔNG THỰC SỰ ĐEN NHƯ CHÚNG TA TƯỞNG

Trong quan niệm phổ biến, hố đen được mô tả như một “quái vật” trong không gian, với lực hấp dẫn đủ mạnh để hút mọi thứ, kể cả ánh sáng, vào trong đó. Tuy nhiên, Stephen Hawking đã chứng minh điều ngược lại: hố đen có khả năng phát ra ánh sáng, dù rất yếu. Để hình dung, hãy xem xét một hành tinh có lực hấp dẫn lớn; viên đạn bắn ra sẽ rơi xuống, hoặc nếu là súng mạnh thì viên đạn có thể vào quỹ đạo hoặc thoát khỏi hành tinh. Với hố đen, ngay cả một tia sáng cũng bị lệch lặn đến mức không thể thoát ra nếu bước qua bán kính Schwarzschild, hay còn gọi là “điểm không thể quay đầu”.

Hawking còn khai thác cơ học lượng tử để hiểu rõ hơn về hành vi của hố đen. Ông phát hiện rằng trong không gian xung quanh hố đen, các cặp hạt phản hạt luôn tự sinh rồi tiêu tán, nhưng nếu một cặp xuất hiện ngay sát rìa của hố đen, một hạt sẽ bị nuốt chửng còn hạt kia thoát ra ngoài, tạo thành hiện tượng gọi là bức xạ Hawking. Điều này có nghĩa là hố đen không phải là không gì thoát khỏi mà đang dần bay hơi qua thời gian, có thể sẽ biến mất hoàn toàn sau hàng tỷ năm.

NGHỊCH LÝ THÔNG TIN VÀ SỰ CỨU RỖI TỪ ALBERT EINSTEIN

Phát hiện của Hawking từng tạo nên một cuộc tranh luận lớn trong giới khoa học về vấn đề bảo tồn thông tin. Nếu hố đen tiêu biến, các thông tin về vật chất từng bị nuốt chửng sẽ mất đi, trái với nguyên tắc của vật lý về không thể tiêu biến thông tin. Điều này đặt ra câu hỏi lớn trong việc làm thế nào vũ trụ “nhớ” được quá khứ của chính mình.

Câu trả lời đến từ lý thuyết của Albert Einstein từ năm 1917, khi ông mô tả rằng vật chất khi đi vào môi trường sẽ kích thích chân không tạo ra các bản sao của chính nó, thông qua quá trình gọi là phát xạ kích thích, chính là nguyên lý của laser ngày nay. Khi một hạt rơi vào hố đen, nó kích thích môi trường xung quanh tạo ra một cặp hạt mới; một rơi vào trong, còn hạt kia bị đẩy ra ngoài, mang theo “ký ức” và thông tin của hạt ban đầu. Như một sự trùng hợp đầy ý nghĩa, Stephen Hawking qua đời đúng vào ngày sinh nhật của Einstein, người đã giúp lý giải cách bảo vệ nguyên tắc bảo tồn thông tin trong vũ trụ.

Một CÁI KẾT KHÔNG CÒN VĨNH CỬU CHO VŨ TRỤ

Các nghiên cứu mới nhất từ Đại học Radboud (Hà Lan) còn cho thấy rằng không chỉ hố đen, mà bất kỳ vật thể nào có khối lượng đủ lớn tạo ra lực cong không gian đều có thể phát ra bức xạ Hawking. Điều này dẫn đến một thay đổi lớn trong cách hình dung về sự vận hành của vũ trụ. Thay vì là một “khoảng không gian lạnh lẽo” với các hố đen tồn tại vĩnh viễn, thực tế toàn bộ vũ trụ đang trong quá trình “bay hơi”. Mọi ngôi sao đã chết, các thiên hà và vật chất cuối cùng rồi cũng sẽ tan biến thành bức xạ sau hàng tỷ năm.

Với những phát hiện này, chân dung của vũ trụ hoàn toàn thay đổi: không còn là một không gian bất diệt mà là một hệ thống luôn vận động, biến đổi và cuối cùng kết thúc trong sự phân tán của chính nó. Công trình của Hawking đã không chỉ mở rộng hiểu biết khoa học mà còn định hình lại các câu hỏi về ý nghĩa của sự sống, chết và sự tồn tại trong vũ trụ vô hạn này.