Язык Си для начинающих / #1 - Введение в язык Си
Mục lục:
Một trong những kịch bản khoa học viễn tưởng được ấp ủ nhất là sử dụng lỗ đen làm cổng thông tin đến một chiều không gian hoặc thời gian hoặc vũ trụ khác. Sự tưởng tượng đó có thể gần với thực tế hơn tưởng tượng trước đây.
Lỗ đen có lẽ là vật thể bí ẩn nhất trong vũ trụ. Chúng là hậu quả của việc trọng lực nghiền nát một ngôi sao sắp chết không giới hạn, dẫn đến sự hình thành một điểm kỳ dị thực sự - xảy ra khi toàn bộ một ngôi sao bị nén xuống một điểm duy nhất mang lại một vật thể có mật độ vô hạn. Điểm kỳ dị dày đặc và nóng bỏng này đã tạo ra một lỗ hổng trong kết cấu không thời gian, có thể mở ra một cơ hội cho du hành không gian siêu tốc. Đó là, cắt ngắn trong không thời gian cho phép di chuyển trên khoảng cách quy mô vũ trụ trong một khoảng thời gian ngắn.
Xem thêm: Là siêu khoa học viễn tưởng thuần túy? Không phải nếu bạn nhìn chăm chỉ vào lý thuyết dây
Các nhà nghiên cứu trước đây nghĩ rằng bất kỳ tàu vũ trụ nào cố gắng sử dụng lỗ đen làm cổng thông tin loại này sẽ phải tính toán với thiên nhiên ở mức tồi tệ nhất. Điểm kỳ dị nóng và dày đặc sẽ khiến tàu vũ trụ phải chịu đựng một chuỗi thủy triều ngày càng khó chịu kéo dài và siết chặt trước khi bị bốc hơi hoàn toàn.
Bay qua hố đen
Nhóm của tôi tại Đại học Massachusetts Dartmouth và một đồng nghiệp tại Georgia Gwinnett College đã chỉ ra rằng tất cả các lỗ đen không được tạo ra bằng nhau. Nếu lỗ đen như Sagittarius A *, nằm ở trung tâm thiên hà của chúng ta, lớn và quay, thì triển vọng cho một tàu vũ trụ thay đổi đáng kể. Điều đó bởi vì sự kỳ dị mà một con tàu vũ trụ sẽ phải đối mặt là rất nhẹ nhàng và có thể cho phép một lối đi rất yên bình.
Lý do điều này có thể là do điểm kỳ dị có liên quan bên trong một lỗ đen xoay là về mặt kỹ thuật, yếu và do đó không làm hỏng các vật thể tương tác với nó. Lúc đầu, thực tế này có vẻ phản trực giác. Nhưng người ta có thể nghĩ nó tương tự như trải nghiệm thông thường về việc nhanh chóng đưa một ngón tay qua một ngọn nến khác gần ngọn lửa 2.000 độ mà không bị đốt cháy.
Đồng nghiệp của tôi Lior Burko và tôi đã nghiên cứu vật lý của các lỗ đen trong hơn hai thập kỷ. Năm 2016, bằng tiến sĩ của tôi sinh viên, Caroline Mallary, lấy cảm hứng từ bộ phim bom tấn Christopher Nolan, Liên sao, đặt ra để kiểm tra xem Cooper (nhân vật Matthew McConaughey Hay) có thể sống sót khi rơi sâu vào Gargantua - một hố đen hư cấu, siêu lớn, quay nhanh gấp 100 triệu lần khối lượng mặt trời của chúng ta. Liên sao được dựa trên một cuốn sách được viết bởi nhà vật lý thiên văn đoạt giải Nobel Kip Thorne và các tính chất vật lý của Gargantua, là trung tâm của cốt truyện của bộ phim Hollywood này.
Dựa trên công trình được thực hiện bởi nhà vật lý Amos Ori hai thập kỷ trước và được trang bị các kỹ năng tính toán mạnh mẽ của mình, Mallary đã chế tạo một mô hình máy tính có thể nắm bắt hầu hết các hiệu ứng vật lý thiết yếu trên tàu vũ trụ, hoặc bất kỳ vật thể lớn nào, rơi vào một màu đen lớn, xoay tròn lỗ như Nhân Mã A *.
Thậm chí không phải là một chuyến đi Bumpy?
Những gì cô phát hiện ra là trong mọi điều kiện, một vật thể rơi vào lỗ đen đang quay sẽ không gặp phải những hiệu ứng vô cùng lớn khi đi qua lỗ này, cái gọi là điểm kỳ dị chân trời bên trong. Đây là điểm kỳ dị mà một vật thể đi vào lỗ đen quay không thể điều khiển xung quanh hoặc tránh. Không chỉ vậy, trong những trường hợp phù hợp, những hiệu ứng này có thể nhỏ không đáng kể, cho phép một lối đi khá thoải mái thông qua điểm kỳ dị. Trong thực tế, có thể không có tác động đáng chú ý nào trên vật rơi. Điều này làm tăng tính khả thi của việc sử dụng các lỗ đen lớn, xoay làm cổng cho việc di chuyển không gian siêu tốc.
Mallary cũng phát hiện ra một tính năng chưa được đánh giá đầy đủ trước đó: thực tế là những ảnh hưởng của điểm kỳ dị trong bối cảnh lỗ đen quay sẽ dẫn đến việc tăng nhanh chu kỳ kéo dài và ép trên tàu vũ trụ. Nhưng đối với các lỗ đen rất lớn như Gargantua, sức mạnh của hiệu ứng này sẽ rất nhỏ. Vì vậy, tàu vũ trụ và bất kỳ cá nhân nào trên tàu sẽ không phát hiện ra nó.
Điểm cốt yếu là những hiệu ứng này không tăng mà không bị ràng buộc; trên thực tế, chúng vẫn tồn tại hữu hạn, mặc dù những căng thẳng trên tàu vũ trụ có xu hướng phát triển vô hạn khi nó tiến gần đến lỗ đen.
Có một vài giả định đơn giản hóa quan trọng và dẫn đến cảnh báo trong bối cảnh mô hình Mallary. Giả định chính là lỗ đen đang được xem xét hoàn toàn bị cô lập và do đó không phải chịu sự xáo trộn liên tục bởi một nguồn như một ngôi sao khác trong vùng lân cận hoặc thậm chí bất kỳ bức xạ rơi nào. Trong khi giả định này cho phép đơn giản hóa quan trọng, điều đáng chú ý là hầu hết các lỗ đen được bao quanh bởi vật liệu vũ trụ - bụi, khí, phóng xạ.
Xem thêm: ‘Solo Solo đã đặt tên cho nhiên liệu cho du lịch không gian
Do đó, một phần mở rộng tự nhiên của công việc Mallary sẽ là thực hiện một nghiên cứu tương tự trong bối cảnh lỗ đen vật lý thiên văn thực tế hơn.
Phương pháp tiếp cận Mallary bằng cách sử dụng một mô phỏng máy tính để kiểm tra tác động của lỗ đen đối với một vật thể là rất phổ biến trong lĩnh vực vật lý lỗ đen. Không cần phải nói, chúng ta chưa có khả năng thực hiện các thí nghiệm thực tế trong hoặc gần các hố đen, vì vậy các nhà khoa học sử dụng lý thuyết và mô phỏng để phát triển sự hiểu biết, bằng cách đưa ra dự đoán và khám phá mới.
Bài viết này ban đầu được xuất bản trên The Convers by Gaurav Khanna. Đọc văn bản gôc ở đây.