Cách lấy lại thông tin từ bên trong hố đen

Bức xạ xung quanh một hố đen và đường chân trời sự kiện. Ảnh: NASA.

Lực hấp dẫn bên trong một hố đen mạnh đến nỗi ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát khỏi, và theo lý thuyết vật lý, các hạt lượng tử đi vào bên trong hố đen không thể thoát ra. Điều này làm cho các nhà khoa học không thể dự đoán chính xác sự tiến hóa của hố đen cũng như những gì đang thực sự xảy ra bên trong nó.

Thuyết vật lý lượng tử cho rằng các thông tin về vũ trụ không biến mất hoàn toàn. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa thể giải đáp điều gì đã xảy ra với thông tin trong hố đen.

Theo Science Alert, bằng cách sử dụng một kỹ thuật tương tự như dịch chuyển lượng tử, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ California (Caltech) có thể ghi lại thông tin về một đơn vị lượng tử (qubit) trong hố đen. Nếu có đủ các phép đo và quan sát trên hố đen, các nhà khoa học hoàn toàn có thể xác định trạng thái của qubit này. Dù thông tin này không nhiều, nó đánh dấu một khởi đầu triển vọng trước khi thu được nhiều dữ liệu hơn.

Kết quả này dựa trên lý thuyết của Stephen Hawking về bức xạ hố đen. Một hố đen bức xạ và dần bốc hơi, đồng thời kích thước của nó sẽ co lại. Trước đó, các nhà khoa học tin rằng hiện tượng này đơn thuần chỉ là bức xạ nhiệt. Tuy nhiên, một ý tưởng gần đây cho rằng bức xạ này có chứa thông tin về nội dung của hố đen. Nếu giả thuyết mới là đúng, thông tin về mỗi hạt rơi vào hố đen có thể được đo lường thông qua một hạt liên kết ở phía bên kia của chân trời sự kiện, ranh giới của hố đen.

Giống như phần nhiều các công trình nghiên cứu về hố đen khác, phát hiện mới chỉ là một giả thuyết ở thời điểm hiện nay, nhưng nó cung cấp nền tảng cho các thí nghiệm giúp chúng ta hiểu thêm về hố đen.

"Đó có thể là thông tin được lưu giữ trong trạng thái còn sót lại của bức xạ Hawking, dù rất khó để phân biệt nó với một trạng thái nhiệt", nhà nghiên cứu Aidan Chatwin cho biết. "Trong những trường hợp hữu hạn và đặc biệt, bạn có thể ném một qubit vào hố đen và sau đó khôi phục lại trạng thái của nó, cùng với các thông tin mà nó mang theo".

Thanh Tùng