Một nghiên cứu gần đây gợi ý về sự tồn tại của "những lỗ đen lớn phi thường" (stupendously large black hole, viết tắt là SLAB). Chúng thậm chí lớn hơn cả những lỗ đen siêu nặng đã được phát hiện ở trung tâm các thiên hà.
Nghiên cứu mới được thực hiện bởi nhóm các nhà khoa học do Bernard Carr ở Đại học Vật lý và Thiên văn học thuộc Đại học Queen Mary (Anh) đứng đầu, cùng F. Kühnel (Münich, Đức) và L. Visinelli (Frascati, Italia). Họ đã tìm hiểu cách mà các SLAB hình thành và những giới hạn khả dĩ về kích thước của chúng.
Trong khi đã có bằng chứng về sự tồn tại của các lỗ đen siêu nặng (SMBH) ở trung tâm của các thiên hà, với khối lượng từ 1 triệu cho tới 10 tỷ lần khối lượng của Mặt Trời, các nghiên cứu trước đây đã gợi ý rằng giới hạn trên của kích thước lỗ đen là do góc nhìn hiện tại của chúng ta về cách mà các lỗ đen hình thành và phát triển.
Sự tồn tại của các SLAB thậm chí còn lớn hơn cung cấp cho các nhà nghiên cứu một công cụ mạnh mẽ cho các thử nghiệm vũ trụ học để nâng cao thiêm hiểu biết của chúng ta về vũ trụ sơ khai.
Thách thức những ý tượng hiện có
Ý kiến phổ biến cho rằng một lỗ đen siêu nặng hình thành trong một thiên hà và lớn lên bằng cách nuốt các sao và khí ở khu vực quanh nó, hoặc sáp nhập với các lỗ đen khác. Nếu vậy thì phải có một giới hạn trên về khối lượng của chúng, khoảng 10 tỷ lần khối lượng Mặt Trời.
Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đề xuất một khả nặng khác cho cách mà các lỗ đen siêu nặng lớn lên, mà qua đó không còn giới hạn như vậy. Họ gợi ý rằng các lỗ đen lớn phi thường có thể là "nguyên thủy", hình thành trong giai đoạn sơ khai của vũ trụ, trước cả các thiên hà.
Vì các lỗ đen nguyên thủy như vậy không hình thành từ sự sụp đổ của các ngôi sao, chúng có thể có một khoảng khối lượng rất rộng, từ rất nhỏ cho tới lớn một cách khủng khiếp.
Giáo sư Bernard Carr cho biết: "Chúng tôi đã biết rằng các lỗ đen tồn tại ở một dải khối lượng rất rộng, với một lỗ đen siêu nặng có khối lượng gấp 4 triệu lần Mặt Trời nằm ở trung tâm của thiên hà chúng ta. Trong khi không có bằng chứng nào hiện nay về sự tồn tại của các SLAB, có thể hình dung rằng chúng có tồn tại và có thể nằm phía ngoài các thiên hà, ở không gian liên thiên hà, với những hệ quả quan sát thú vị. Tuy nhiên, thật ngạc nhiên, ý tưởng về các SLAB đã bị bỏ quên cho tới tận bây giờ."
"Chúng tôi đề xuất các khả năng về cách mà các SLAB có thể hình thành, và hi vọng rằng công việc của chúng tôi sẽ bắt đầu thúc đẩy những cuộc thảo luận trong cộng đồng."
Hiểu về vật chất tối
Vật chất tối được cho rằng chiếm khoảng 80% khối lượng của vũ trụ. Mặc dù chúng ta không thể thấy nó, các nhà nghiên cứu biết rằng vật chất tối tồn tại do những hiệu ứng hấp dẫn mà nó gây ra cho vật chất nhìn thấy được - chẳng hạn như các sao và thiên hà. Tuy nhiên, chúng ta vẫn chưa biết thực sự thì vật chất tối là gì.
Các lỗ đen nguyên thủy là một trong những ứng viên tiềm năng. Ý tưởng về sự tồn tại của chúng đã có từ những năm 1970 khi Carr cùng Stephen Hawking gợi ý rằng trong những giai đoạn đầu tiên của vũ trụ, các thăng giáng mật độ có thể đã khiến một số khu vực sụp đổ và tạo thành các lỗ đen.
"Bản thân các SLAB có thể không phải thứ tạo ra vật chất tối," Carr nói. "Nhưng nếu chúng có tồn tại, điều đó có thể có ý nghĩa quan trọng đối với vũ trụ sơ khai và nó hợp lý hơn so với việc cho rằng những lỗ đen nguyên thủy nhẹ hơn có thể làm việc đó."
Bryan
Theo Phys.org
