Theo nghiên cứu lý thuyết công bố trên tạp chí Physical Review D, các hố đen có thể tự phân tách thành hai thiên thể nhỏ hơn dưới những điều kiện vật lý cực hạn. Phát hiện này mở ra hướng tiếp cận mới giúp giới vật lý khám phá các giới hạn hiểu biết về lực hấp dẫn, thách thức quan niệm thông thường cho rằng các hố đen chỉ có thể va chạm và hợp nhất làm một.
Kẽ hở nhiệt động lực học mở ra khả năng phân tách của các hố đen.
Nghiên cứu mang tên "When Black Holes Admit Pair-of-pants Topologies" của nhóm tác giả do giáo sư Francesco Sannino đồng chủ trì mô tả chân trời sự kiện của hố đen khi phân tách sẽ có hình dạng tương tự hai ống quần. Rào cản lớn nhất của hiện tượng này là nhiệt động lực học, bởi hai hố đen đứng yên hình thành sau phân tách sẽ có tổng entropy thấp hơn ban đầu, vi phạm nguyên lý entropy của hệ cô lập phải không đổi hoặc tăng lên.
Các tính toán chỉ ra rằng tốc độ tự quay cực nhanh tiệm cận giới hạn tối đa có thể tạo ra kẽ hở giúp hố đen vượt qua rào cản nhiệt động lực học để phân tách mà không bị hút trở lại vào nhau. Ngoài ra, trong các mô hình lý thuyết có thêm chiều không gian bổ sung, các thực thể dạng hố đen cũng có thể mất ổn định và vỡ vụn, đặc biệt thuận lợi khi một hố đen tạo thành nhỏ hơn rất nhiều so với hố đen còn lại.
Nhóm nghiên cứu nhận định khả năng phân tách này cũng có thể áp dụng cho các hố đen nguyên thủy hình thành từ vũ trụ sơ khai, vốn dễ bị chia tách hơn các hố đen thiên văn khổng lồ. Tuy nhiên, giới khoa học hiện vẫn chưa thể đưa ra xác suất cụ thể cho quá trình này do phụ thuộc vào cách lực hấp dẫn vận hành vượt ngoài Thuyết tương đối của Einstein.
Hình minh họa hố đen tách làm đôi tạo thành hình dạng chiếc quần.
Dù việc entropy cho phép không đồng nghĩa với việc hiện tượng này chắc chắn xảy ra, các nhà khoa học kỳ vọng có thể tìm kiếm dấu vết gián tiếp của sự phân tách trong tương lai. Kính viễn vọng tia gamma như Fermi-LAT được kỳ vọng có thể truy quét các tín hiệu phát ra từ những mảnh vụn hố đen siêu nhỏ hình thành trong các vụ sáp nhập thiên thể.
An An (theo SciTechDaily)
