Một chương trình tương tác mới cho phép hé lộ ra những màn trình diễn ánh sáng ngoạn mục mà bạn sẽ thấy được khi bạn dám đi lang thang gần một lỗ đen. Nó miêu tả cho ta thấy làm thế nào mà lực hấp dẫn cực lớn của lỗ đen có thể xuất hiện để xé nhỏ những chòm sao cơ sở (nền) của các ngôi sao, làm chúng quay xung quanh như thể là ở trong một chiếc máy giặt màu đen khổng lồ.

Người thiết kế ra chương trình này nói rằng nó có thể là một công cụ hoàn hảo để làm cho con người nhận thức rõ hơn về những cách thức kì lạ khi lỗ đen bẻ cong ánh sáng. “Nó thật hữu dụng cho con người để có thể xem xét những thông số nhằm nghiên cứu làm thế nào mà, thí dụ, một lỗ đen sẽ bóp méo chòm sao Orion”, theo Thomas Müller của Đại học Stuttgart- CHLB Đức.

Lỗ đen được hình thành khi một ngôi sao khổng lồ nổ tung trong giai đoạn cuối đời của nó, lõi nó sẽ co lại cho tới một điểm có mật độ rất lớn và lực hấp dẫn khổng lồ. Ngay cả khi hiện diện tại một khoảng cách an toàn so với lỗ đen, thì lực hấp dẫn của nó vẫn có thể bóp méo vị trí biểu kiến của một ngôi sao nền, hiệu ứng này gọi là hiệu ứng “thấu kính hấp dẫn”.


Năm 2009, các nhà khoa học tại đại học Colorado đã công bố một đoạn video về những điều mà bạn sẽ thấy khi mà bạn rơi vào trong một lỗ đen. Hiện nay Müller và bạn đồng nghiệp ở Stuttgart là Daniel Weiskopf đã có những bước nghiên cứu sâu hơn, tạo dựng một chương trình cho phép bạn thay đổi nhiều dữ liệu đầu vào để có thể khám phá khi đi dạo xung quanh lỗ đen

Dữ liệu thực

Chương trình mô phỏng này kết hợp chặt chẽ vị trí thật của khoảng 118.000 ngôi sao được vẽ bởi vệ tinh Hipparcos của Cơ quan không gian Châu Âu ESA. Người dùng có thể chọn khoảng cách từ họ tới lỗ đen, sau đó tiến vào trong quỹ đạo hay lao thẳng vào trong.

Tại thời điểm bắt đầu của mỗi chuyến khám phá này, bạn sẽ thấy một vòng đen chỉ cho thấy vùng chân trời sự kiện của lỗ đen- vùng phân cách mà từ đó, không có gì, kể cả ánh sáng, có thể thoát ra được. Ánh sáng từ ngôi sao nền (gốc) sẽ uốn cong khi mà nó tiến tới gần vùng chân trời sự kiện

Quá trình mô phỏng thí dụ ở trên cho thấy được cái nhìn trong khi chuyển động quanh lỗ đen với bán kính gấp 5 lần lớn hơn bán kính chân trời sự kiện. Trong nền sao, chòm sao Orion di chuyển hướng vào lỗ đen từ bên phải, sau đó bị xé nhỏ và quay xung quanh nó.


Như là một chiếc gương

“Khi chòm sao tiến tới gần lỗ đen, bạn sau đó sẽ thấy các ngôi sao như là Betelgeuse- tại vị trí bờ vai trái của Orion- xuất hiện 2 lần, ở cả phía trái và phía phải lỗ đen”, Müller nói trên New Scientist. “Nó cứ như thể là lỗ đen trông như 1 chiếc gương vậy.

Cũng như việc việc giải thích cho hiện tượng thấu kính hấp dẫn, chương trình mô phỏng này cũng cho thấy làm thế nào mà màu sắc của ngôi sao sẽ thay đổi khi gần lỗ đen. Cường độ hấp dẫn làm cho sao nền xuất hiện đỏ hơn bởi vì nó làm mất dần năng lượng của các photon khi di chuyển tới vùng chân trời sự kiện; các photon này duỗi ra dài hơn, và bước sóng cũng đỏ hơn khi mà nó “ rơi vào” cái bẫy hấp dẫn.

Nhưng hiệu ứng này bị chống lại bởi vận tốc của bạn khi bạn đang rơi tự do vào một lỗ đen- di chuyển với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng, các ngôi sao ở trong tầm bao quát của lỗ đen sẽ chuyển sang xanh hơn nhờ hiệu ứng Doppler. Trong một giả lập mô tả lại khi chúng ta đang rơi tự do vào trong mà không bị cản lại, ánh sáng của toàn vũ trụ xuất hiện tập trung vào một vòng sáng một khi bạn tới giữa hố đen.


Link download chương trình mô phỏng hố đen: http://www.vis.uni-stuttgart.de/~muelleta/IntBH/

Link Download trực tiếp...