Giải Mã Nghịch Lý Thông Tin Của Lỗ Đen: Những Khám Phá Đáng Chú Ý

Nghịch lý thông tin của lỗ đen đã khiến giới khoa học đau đầu trong suốt nhiều thập kỷ qua. Theo quan điểm của Stephen Hawking, khi lỗ đen biến mất, toàn bộ thông tin về nguồn gốc của nó cũng bị tiêu hủy, điều này mâu thuẫn với nguyên lý cơ bản của vật lý lượng tử.

Bức xạ Hawking, được phát hiện bởi nhà vật lý Stephen Hawking, đã chỉ ra rằng lỗ đen không hoàn toàn “đen”, mà thực chất chúng phát ra một loại bức xạ nhiệt. Mặc dù bức xạ này có thể mang thông tin, nhưng dưới dạng nhiệt, toàn bộ thông tin gốc về ngôi sao tạo ra lỗ đen lại bị mất đi.

Thông tin về sự hình thành lỗ đen có thể được tìm thấy dưới dạng bức xạ mà nó phát ra, theo nghiên cứu mới giải thích nghịch lý Hawking. (Ảnh: NASA).

Các định luật vật lý lượng tử không cho phép thông tin bị xóa bỏ, và điều này nảy sinh ra một câu hỏi: Liệu chúng ta có thể khôi phục thông tin về ngôi sao đã tạo ra lỗ đen hay không? Nghiên cứu mới đã làm sáng tỏ vấn đề này bằng cách chỉ ra rằng những gì chúng ta hiểu về lỗ đen và thông tin của chúng cần được xem xét lại.

Nỗi Dày Của Nghịch Lý Hawking

Lỗ đen là những vật thể có trọng lực mạnh mẽ đến mức không gì có thể thoát khỏi, bao gồm cả ánh sáng. Chúng được hình thành khi các sao lớn sụp đổ. Trong vật lý cổ điển, lỗ đen được định nghĩa bằng ba tham số cơ bản: khối lượng, động lượng góc và điện tích, nhưng nguồn gốc hình thành của chúng lại rất phức tạp.

Hình ảnh đầu tiên chụp được một lỗ đen, ở trung tâm dải ngân hà M87, cách Trái đất gần 54 triệu năm ánh sáng. (Ảnh: EHT Collaboration).

Dù lỗ đen không lưu giữ dấu vết về các nguyên tố hóa học, nhưng lý thuyết vật lý lượng tử khẳng định rằng mọi thông tin đều tồn tại. Theo đó, có lý do để tin rằng thông tin về ngôi sao sinh ra lỗ đen vẫn có thể được phát hiện từ bức xạ mà chúng phát ra.

Được biết, vào năm 1976, Stephen Hawking đã khẳng định rằng lỗ đen phát ra bức xạ khiến chúng dần biến mất. Tuy nhiên, bức xạ này lại không mang thông tin, dẫn đến mâu thuẫn với các quy tắc lượng tử. Điều này đã khiến nhiều nhà khoa học phải tìm kiếm một lời giải thích hợp lý cho nghịch lý này.

Giải Quyết Nghịch Lý

Giáo sư Xavier Calmet đã dành gần ba năm để nghiên cứu và tìm ra lời giải cho vấn đề này. Ông đã xem xét các tính toán của Hawking, bổ sung yếu tố của “lực hấp dẫn lượng tử”  , một khái niệm mà Hawking chưa từng đề cập đến. Dù những yếu tố này rất nhỏ, nhưng lại có tác động lớn đối với tiến trình bốc hơi của lỗ đen.

“Chúng tôi đã chứng minh rằng bức xạ Hawking không hoàn toàn là năng lượng nhiệt, mà có thể chứa thông tin,” Calmet cho biết.

Nhóm nghiên cứu của Calmet còn phát hiện ra cách mà thông tin có thể thoát ra khỏi lỗ đen thông qua bức xạ Hawking, và cách mà những người quan sát bên ngoài có thể nắm bắt thông tin này để phục dựng được lỗ đen và hiểu rõ hơn về ngôi sao đã sinh ra nó. Tuy nhiên, để thực hiện điều này cần có thiết bị đủ nhạy, điều mà hiện nay vẫn chưa có.