Các nhà khoa học gần sáu lần nâng lên giới hạn tốc độ lý thuyết mà lỗ đen có thể phát triển trong quá trình tiến hóa của chúng. Điều này càng khó chịu hơn vì có thể có hàng trăm lỗ đen lang thang trong Dải Ngân hà mà chúng ta không biết gì về nó. Thật may mắn cho chúng ta, các lỗ đen chỉ có thể tăng tốc đến mức chỉ định ở mức 10% tốc độ ánh sáng trong những trường hợp đặc biệt.
Các nhà khoa học đang ngày càng tìm hiểu nhiều hơn về hành vi và sự tiến hóa của các lỗ đen, mặc dù những lỗ hổng trong kiến thức này vẫn tiếp tục tồn tại. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên. Chúng ta không có công cụ hoặc khả năng quan sát trực tiếp những vật thể đó. Nói đúng ra, lỗ đen vẫn chỉ là một giả thuyết, mặc dù được hỗ trợ bởi vô số bằng chứng lý thuyết và quan sát tình huống. Và những quan sát thường đi trước lý thuyết. Ví dụ, các lỗ đen đã được phát hiện, khối lượng của nó vượt quá giới hạn hợp lý về mặt lý thuyết. Tại sao điều này có thể xảy ra đã được chứng minh bằng những tính toán mới nâng cao giới hạn vận tốc cho phép đối với các lỗ đen.
Các lỗ đen có thể tăng tốc độ và quỹ đạo mới khi chúng hợp nhất trong một hệ nhị phân. Một cặp lỗ đen hội tụ trong quỹ đạo của chúng, quay quanh một tâm khối lượng chung cho đến thời điểm hợp nhất, sau đó một lỗ đen mới có khối lượng tăng lên sẽ có thêm một số tốc độ và quỹ đạo. Cho đến nay, các nhà khoa học tin rằng sau khi hợp nhất, các lỗ đen không thể di chuyển với tốc độ hơn 5 nghìn km/s so với thời điểm sinh ra. Những mô phỏng mới, chi tiết hơn đã chỉ ra rằng, trong những điều kiện nhất định, tốc độ của lỗ đen sinh ra từ vụ sáp nhập có thể lớn hơn gần sáu lần, hay 28 ± 562 km/s. Do đó, họ đã nâng tiêu chuẩn cho tốc độ của lỗ đen lên gần 342% tốc độ ánh sáng.
Tuy nhiên, như đã đề cập ở trên, để một lỗ đen tăng tốc đến giá trị lớn nhất có thể thì phải đáp ứng hai điều kiện: thứ nhất, các spin (hướng quay) trong một cặp lỗ đen phải hoàn toàn ngược nhau và thứ hai, chúng phải hướng dọc theo mặt phẳng quỹ đạo. Chỉ trong trường hợp này, lỗ đen mới hình thành trong quá trình hợp nhất sẽ nhận được động lượng mang lại cho nó gia tốc lớn nhất.
Vận tốc như vậy cho phép các lỗ đen lao qua các thiên hà và bay ra ngoài ranh giới của chúng. Hành vi này làm tăng xác suất va chạm giữa chúng, điều này có thể giải thích sự xuất hiện của các lỗ đen có khối lượng cao hơn mức có thể về mặt lý thuyết (kịch bản va chạm với những người du hành từ xa đơn giản là không được xem xét). Rõ ràng, điều này không thường xuyên xảy ra, ngay cả đối với vũ trụ vốn là vô hạn theo tiêu chuẩn của chúng ta, nhưng phải biết giới hạn của các khả năng có thể để nắm vững lý thuyết và chuyển sang thực hành.
Cho đến nay, một lỗ đen đang tăng tốc đã được phát hiện, mà các nhà khoa học tin rằng đó là kết quả của sự hợp nhất của hai lỗ đen khác. Nó di chuyển với tốc độ khoảng 1542 km/s. Nó không nhanh như nó có thể. Và bây giờ chúng ta biết nó chậm như thế nào.
Đọc thêm:
- Các nhà thiên văn học đã điều tra làm thế nào một lỗ đen khổng lồ phá hủy một ngôi sao lớn
- Hố đen siêu lớn đầu tiên từng được phát hiện đã được phát hiện