Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 58)

Sao quark

Các sao neutron được chống đỡ kháng lại lực hấp dẫn bởi một lực gọi là áp lực suy thoái neutron. Tính chất lượng tử này được xác định bởi nguyên lí loại trừ Pauli, nó dựa trên cấp độ của các neutron nói rằng không có hai hạt nào với trạng thái lượng tử y hệt nhau có thể cùng chia sẻ một không gian. Trong một sao neutron, toàn bộ các trạng thái lượng tử thấp nhất được điền đầy. Điều này tạo ra một áp lực đẩy, gọi là áp lực suy thoái, không cho phép các neutron tiến đến gần nhau hơn và làm ngừng sự co lại của ngôi sao.

Tuy nhiên, nếu lực của siêu tân tinh hay thậm chí lực hấp dẫn của sao neutron đó là đủ lớn, thì nó có thể chiến thắng áp lực suy thoái neutron. Sự co lại tiếp tục áp đảo cả lực mạnh, và phá vỡ neutron thành từng quark của chúng, tạo ra một vật thể được làm bằng ‘vật chất quark’ kì lạ. Các sao quark như thế vẫn mang tính giả thuyết thôi, mặc dù một số ứng viên đã được nhận ra. Việc xác nhận các sao quark sẽ đem lại một phòng thí nghiệm mới mang tính cách mạng cho việc kiểm tra các mô hình hạt và vật lí lượng tử.

Lỗ đen

Thỉnh thoảng, lõi của một ngôi sao đồ sộ đến mức, khi nó nổ thành siêu tân tinh, lực hấp dẫn có thể áp đảo áp lực suy thoái neutron và cả áp lực suy thoái quark (trên lí thuyết là do các tương tác lực mạnh giữa các quark). Lõi của ngôi sao đó, khối lượng lớn gấp nhiều lần Mặt Trời, co lại thành một điểm có mật độ gần như vô hạn – một lỗ đen. Chúng ta gọi tâm của mỗi lỗ đen là ‘điểm kì dị’: vật lí học bên trong lỗ đen nằm ngoài tầm hiểu biết của chúng ta, nhưng có thể được mô tả bởi lực hấp dẫn lượng tử. Theo thuyết tương đối rộng của Einstein, mỗi lỗ đen bẻ cong không-thời gian xung quanh nó. Lực hấp dẫn của nó mạnh đến mức dù là ánh sáng mon men đến quá gần cũng không thể thoát ra: vì thế, điểm kì dị được bao quanh bởi một hàng rào vô hình gọi là ‘chân trời sự kiện’.

Các lỗ đen không phải những vật thể trên lí thuyết thôi. Các lỗ đen khối lượng sao từ các siêu tân tinh đã được tìm thấy ở những vật thể gọi là hệ đôi tia X, còn những siêu lỗ đen khổng lồ, gấp hàng triệu hoặc hàng tỉ lần khối lượng Mặt Trời, đã được nhận ra tại tâm của nhiều thiên hà.

Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
Bản dịch của Thuvienvatly.com
Phần tiếp theo >>