Một lý thuyết mới đề xuất rằng các lỗ đen có thể tồn tại theo cặp cân bằng, xuất hiện dưới dạng một do một lực được gọi là "hằng số vũ trụ". Lực này kết hợp với lực hấp dẫn giữ các lỗ đen ở một khoảng cách cố định ngay cả khi vũ trụ tiếp tục giãn nở. Các nhà khoa học suy đoán rằng do “hằng số vũ trụ” cân bằng giữa sự giãn nở và lực hấp dẫn của vũ trụ, các cặp lỗ đen cân bằng có thể tồn tại và xuất hiện giống như một lỗ đen đơn lẻ.
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Southampton, làm việc với các đồng nghiệp từ Đại học Cambridge và Barcelona, đã chứng minh rằng về mặt lý thuyết, các lỗ đen có thể tồn tại theo cặp theo cách cân bằng hoàn hảo - được giữ cân bằng bởi các lực vũ trụ - bắt chước một lỗ đen duy nhất.
Hố đen là một thiên thể khổng lồ có lực hấp dẫn mạnh đến mức ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra được. Mật độ của họ thật đáng kinh ngạc. Một lỗ đen có thể dồn khối lượng Trái đất vào một không gian có kích thước bằng hạt đậu.
Tác động của chuyển động vũ trụ lên các lỗ đen
Lý thuyết lỗ đen truyền thống dựa trên thuyết tương đối rộng của Einstein và thường giải thích cách các lỗ đen đứng yên hoặc quay có thể tồn tại độc lập trong không gian. Các cặp lỗ đen cuối cùng bị chặn lại bởi lực hấp dẫn, lực hút chúng lại với nhau cho đến khi chúng va chạm vào nhau.
Tuy nhiên, điều này sẽ xảy ra nếu vũ trụ được coi là đứng yên. Thế còn vũ trụ luôn chuyển động thì sao? Trong một vũ trụ đang giãn nở, liệu các cặp lỗ đen có thể tồn tại hài hòa, có lẽ giả dạng là một lỗ đen duy nhất?
Hai lỗ đen có thể duy trì một khoảng cách cố định khi lực hấp dẫn của chúng (mũi tên đỏ) bị triệt tiêu bởi sự giãn nở của vũ trụ (mũi tên xanh) liên quan đến hằng số vũ trụ. Đối với một người quan sát ở xa, đây dường như là một lỗ đen duy nhất. Nguồn hình ảnh: APS/Alan Stonebraker
Giáo sư Oscar Dias của Đại học Southampton cho biết: "Mô hình tiêu chuẩn của vũ trụ học giả định rằng Vụ nổ lớn đã sinh ra vũ trụ. Khoảng 9,8 tỷ năm trước, vũ trụ được cung cấp năng lượng bởi một lực bí ẩn (gọi là 'năng lượng tối'), lực này làm tăng tốc độ giãn nở của vũ trụ với tốc độ không đổi.
Ảnh hưởng của hằng số vũ trụ
Các nhà khoa học gọi lực bí ẩn này là 'hằng số vũ trụ'. Trong một vũ trụ không đổi, các lỗ đen chìm trong nền gia tốc vũ trụ, điều này làm thay đổi tiêu chí lý thuyết về cách các lỗ đen tương tác và cùng tồn tại.
Thông qua các phương pháp số phức tạp, nhóm nghiên cứu thực hiện nghiên cứu mới nhất này đã chỉ ra rằng hai lỗ đen tĩnh (không quay) có thể tồn tại ở trạng thái cân bằng - lực hấp dẫn của chúng tỷ lệ thuận với hằng số vũ trụ. Ngay cả khi sự giãn nở của vũ trụ tăng tốc, khoảng cách giữa các lỗ đen vẫn giữ nguyên. lỗ hoặc một cặp lỗ đen”, giáo sư Dias nhận xét.
Giáo sư Jorge Santos của Đại học Cambridge nói thêm: "Lý thuyết của chúng tôi được đề xuất cho một cặp lỗ đen tĩnh, nhưng chúng tôi tin rằng nó cũng có thể áp dụng cho các lỗ đen quay. Hơn nữa, giải pháp của chúng tôi dường như có thể áp dụng cho ba hoặc thậm chí bốn lỗ đen, điều này mở ra nhiều khả năng".