Bom Lỗ Đen và Nền Văn Minh Lỗ Đen: tài liệu học tiếng Anh

Black holes are the largest collections of pure violent energy in the universe.

Lỗ đen là những tập hợp năng lượng bạo lực thuần túy lớn nhất trong vũ trụ.

If you come too close,

Nếu bạn đến quá gần,

they'll devour you and add your energy to their collection.

chúng sẽ nuốt chửng bạn và thêm năng lượng của bạn vào bộ sưu tập của chúng.

And so,

Và vì vậy,

the energy is lost to us forever.

năng lượng đó sẽ vĩnh viễn mất đi đối với chúng ta.

Or is it?

Hay có thực là vậy?

It turns out there's a universe cheat code, Mạch ý

Hóa ra có một mã gian lận của vũ trụ,

a way of powering civilizations until the very death of everything Ngữ pháp

một cách cung cấp năng lượng cho các nền văn minh cho đến tận khi mọi thứ diệt vong

or of constructing the largest bomb in the universe.

hoặc để chế tạo quả bom lớn nhất vũ trụ.

But how?

Nhưng làm thế nào?

Didn't we learn that all energy is trapped forever in black holes,

Chẳng phải chúng ta đã học được rằng mọi năng lượng đều bị mắc kẹt vĩnh viễn trong lỗ đen,

even light?

ngay cả ánh sáng sao?

This is true.

Điều này là đúng.

Everything you think you know about the weirdest thing in the universe

Mọi thứ bạn nghĩ bạn biết về thứ kỳ lạ nhất trong vũ trụ

is about to get weirder Ngữ pháp

sắp trở nên kỳ lạ hơn

for one simple reason.

vì một lý do đơn giản.

Black holes are spinning.

Lỗ đen đang quay.

Why black holes spin?

Tại sao lỗ đen lại quay?

When really really massive stars die,

Khi những ngôi sao cực kỳ khổng lồ chết đi,

their cores collapse under their own gravity into black holes. Cụm từ

lõi của chúng sụp đổ dưới trọng lực của chính nó thành lỗ đen.

This means something very big becomes very very tiny,

Điều này có nghĩa là một thứ rất lớn trở nên rất rất nhỏ bé,

like the tiniest anything can be in this universe.

giống như thứ nhỏ nhất có thể tồn tại trong vũ trụ này.

But stars are rotating

Nhưng các ngôi sao đang tự quay

and a fundamental property of our universe

và một đặc tính cơ bản của vũ trụ chúng ta

is that things that are spinning don't want to stop spinning.

là những vật đang quay không muốn ngừng quay.

We call this angular momentum. Cách dùng từ

Chúng ta gọi đây là mô-men động lượng.

And this angular momentum can't go away.

Và mô-men động lượng này không thể biến mất.

A big thing that spins and becomes smaller

Một vật lớn đang quay và trở nên nhỏ hơn

spins faster.

sẽ quay nhanh hơn.

So, as the core of a star collapses,

Vì vậy, khi lõi của một ngôi sao sụp đổ,

its momentum makes it spin faster and faster and faster

mô-men của nó làm nó quay ngày càng nhanh hơn

until it collapses into a black hole.

cho đến khi nó sụp đổ thành một lỗ đen.

And the black hole keeps on spinning inconceivably fast. Cụm từ

Và lỗ đen tiếp tục quay nhanh đến mức không thể tưởng tượng nổi.

Some of them spin millions of times a second.

Một số trong đó quay hàng triệu lần một giây.

Why spinning black holes are special?

Tại sao những lỗ đen đang quay lại đặc biệt?

Just like non-spinning black holes, Mạch ý

Cũng giống như các lỗ đen không quay,

spinning black holes have an event horizon and a singularity at their core Cách dùng từ

lỗ đen đang quay có một chân trời sự kiện và một điểm kỳ dị ở lõi của chúng

where all of their mass is concentrated.

nơi mọi khối lượng của chúng được tập trung.

The singularity is usually described as a single infinitely small point

Điểm kỳ dị thường được mô tả như một điểm duy nhất nhỏ bé vô hạn

with no surface area.

không có diện tích bề mặt.

But points can't rotate, Mạch ý

Nhưng các điểm thì không thể quay,

so a rotating singularity can't be a point.

nên một điểm kỳ dị đang quay không thể là một điểm.

Instead,

Thay vào đó,

it's a ringularity. Thành ngữ

nó là một điểm kỳ dị hình vòng.

A ringularity is a ring with a thickness of zero and no surface

Điểm kỳ dị hình vòng là một vành đai có độ dày bằng 0 và không có bề mặt

spinning extremely fast

quay cực kỳ nhanh

containing all the mass of the black hole.

chứa toàn bộ khối lượng của lỗ đen.

The black hole is spinning so fast Ngữ pháp

Lỗ đen quay quá nhanh

that it morphs space and time itself.

đến mức nó làm biến dạng chính không gian và thời gian.

It literally drags space with it, Cách dùng từ

Nó theo đúng nghĩa đen là kéo không gian theo nó,

such is its power. Ngữ pháp

đó chính là sức mạnh của nó.

This creates a new and super weird region of space time,

Điều này tạo ra một vùng không thời gian mới và siêu kỳ lạ,

the ergosphere, Cách dùng từ

vùng ergosphere,

which envelops the black hole.

bao bọc lấy lỗ đen.

If space and time are completely broken inside the event horizon,

Nếu không gian và thời gian hoàn toàn bị phá vỡ bên trong chân trời sự kiện,

then they're only half broken inside the ergosphere.

thì chúng chỉ bị phá vỡ một nửa bên trong vùng ergosphere.

Inside the ergosphere,

Bên trong vùng ergosphere,

nothing makes sense.

không có gì là hợp lý cả.

It's possible to enter it and then leave it again,

Có thể đi vào nó và sau đó lại rời đi,

but it's probably not a great experience. Ý định

nhưng đó có lẽ không phải là một trải nghiệm tuyệt vời.

You can imagine it like this.

Bạn có thể tưởng tượng điều đó như thế này.

Falling into a static black hole is like sliding down a hole. Mạch ý

Rơi vào một lỗ đen tĩnh giống như trượt xuống một cái hố.

Being inside the ergosphere of a spinning black hole

Ở bên trong vùng ergosphere của một lỗ đen đang quay

is like spiraling down a deadly drain.

giống như bị cuốn theo hình xoắn ốc xuống một cống thoát nước chết người.

The black hole transfers its own kinetic energy in the form of rotation Cụm từ

Lỗ đen truyền động năng của chính nó dưới dạng sự quay

to everything that enters the ergosphere.

cho mọi thứ đi vào vùng ergosphere.

The ringularity makes you dance

Điểm kỳ dị hình vòng khiến bạn phải khiêu vũ

whether you want to or not. Ngữ pháp

cho dù bạn có muốn hay không.

You need to move faster than the speed of light just to stand still here,

Bạn cần di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng chỉ để có thể đứng yên ở đây,

which is impossible.

điều đó là không thể.

But here's our cheat code. Thành ngữ

Nhưng đây là mã gian lận của chúng ta.

We can steal this energy.

Chúng ta có thể ăn cắp nguồn năng lượng này.

And there's a lot of energy to steal.

Và có rất nhiều năng lượng để ăn cắp.

How to steal energy from a monster.

Làm thế nào để ăn cắp năng lượng từ một con quái vật.

Take the supermassive black hole at the center of the Milky Way. Mạch ý

Hãy lấy ví dụ về lỗ đen siêu khối lượng ở trung tâm dải Ngân Hà.

We could steal as much energy from it Ngữ pháp

Chúng ta có thể ăn cắp lượng năng lượng từ nó

as every single star in the Milky Way emits in a billion years combined.

nhiều bằng năng lượng mà mọi ngôi sao trong dải Ngân Hà phát ra trong một tỷ năm cộng lại.

The easiest way to steal this energy is,

Cách dễ nhất để ăn cắp năng lượng này,

oddly enough, Cụm từ

kỳ lạ thay,

to drop something into the black hole.

là thả một thứ gì đó vào lỗ đen.

We've seen that the ringularity forces energy on us when we enter the ergosphere, Cụm từ

Chúng ta đã thấy rằng điểm kỳ dị hình vòng ép buộc năng lượng lên chúng ta khi chúng ta vào vùng ergosphere,

which is a lot like being in a whirlpool with space-time rushing around and around.

điều này rất giống như ở trong một vòng xoáy với không thời gian lao đi vòng quanh.

If you're clever,

Nếu bạn thông minh,

you can use the water to your advantage Cụm từ

bạn có thể sử dụng dòng nước làm lợi thế cho mình

and swim faster than before.

và bơi nhanh hơn trước.

In practice, Mạch ý

Trong thực tế,

this means sending a rocket into the ergosphere

điều này có nghĩa là gửi một tên lửa vào vùng ergosphere

and making a trade with the black hole.

và thực hiện một cuộc trao đổi với lỗ đen.

We give it some mass energy

Chúng ta cung cấp cho nó một ít khối lượng - năng lượng

and it gives us some of its rotational energy.

và nó cung cấp cho chúng ta một phần năng lượng quay của nó.

But it's not a fair trade.

Nhưng đó không phải là một sự trao đổi công bằng.

We get the better deal.

Chúng ta được món hời tốt hơn.

Normally,

Thông thường,

if you fire a rocket,

nếu bạn phóng một tên lửa,

you exchange chemical energy for kinetic energy. Cụm từ

bạn trao đổi năng lượng hóa học lấy động năng.

This is like pushing yourself forward in a swimming pool.

Điều này giống như đẩy bản thân mình về phía trước trong một hồ bơi.

But if you fire a rocket inside the ergosphere,

Nhưng nếu bạn phóng một tên lửa bên trong vùng ergosphere,

it's like pushing yourself forward in a wave pool.

nó giống như đẩy bản thân bạn về phía trước trong một hồ bơi tạo sóng.

The rotational energy of the waves

Năng lượng quay của những con sóng

gives you a much stronger boost than you could get just by pushing yourself.

mang lại cho bạn một lực đẩy mạnh hơn nhiều so với những gì bạn có thể đạt được chỉ bằng cách tự đẩy.

The boost from the rotation of the black hole

Lực đẩy từ quá trình quay của lỗ đen

is so big

lớn đến mức

that you leave the ergosphere with much more energy than you entered it.

bạn rời khỏi vùng ergosphere với nhiều năng lượng hơn nhiều so với khi bạn bước vào.

The black hole gives a tiny amount of its rotational energy to you

Lỗ đen cung cấp một lượng nhỏ năng lượng quay của nó cho bạn

and slows down a little.

và tự chậm lại một chút.

Obviously,

Hiển nhiên,

this requires a lot of food.

điều này đòi hỏi rất nhiều 'thức ăn'.

Fortunately,

May mắn thay,

black holes aren't picky eaters. Thành ngữ

lỗ đen không phải là những kẻ kén ăn.

An advanced future civilization would probably harvest asteroids

Một nền văn minh tiên tiến trong tương lai có thể sẽ khai thác các tiểu hành tinh

to drop them into the black hole when they needed an energy boost.

để thả chúng vào lỗ đen khi họ cần một sự tăng cường năng lượng.

But there's an even better way to get energy from a black hole,

Nhưng có một cách thậm chí còn tốt hơn để lấy năng lượng từ lỗ đen,

and oddly enough,

và kỳ lạ thay,

it builds the biggest bomb

nó tạo ra quả bom lớn nhất

any living thing could ever hope to build.

mà bất kỳ sinh vật nào có thể hy vọng tạo ra.

The black hole bomb.

Quả bom lỗ đen.

We only need two things to build a black hole bomb,

Chúng ta chỉ cần hai thứ để chế tạo một quả bom lỗ đen,

a fast-spinning black hole,

một lỗ đen quay nhanh,

and a big mirror.

và một chiếc gương lớn.

The mirror has to completely envelop the black hole,

Chiếc gương phải bao bọc hoàn toàn lỗ đen,

which is similar to a Dyson sphere, Văn hóa

tương tự như một quả cầu Dyson,

a megastructure that harvests the energy of an entire star.

một siêu cấu trúc thu thập năng lượng của toàn bộ một ngôi sao.

Although our mirror would be easier to build.

Mặc dù chiếc gương của chúng ta sẽ dễ chế tạo hơn.

Mirrors are simpler

Các chiếc gương thì đơn giản hơn

and black holes are much much more compact than stars.

và lỗ đen thì đặc chắc hơn rất, rất nhiều so với các ngôi sao.

If we made the mirror 10 cm thick, Ngữ pháp

Nếu chúng ta chế tạo chiếc gương dày 10 cm,

the metal of a big asteroid

kim loại của một tiểu hành tinh lớn

would probably be enough material for a black hole with the mass of our sun.

có lẽ sẽ đủ vật liệu cho một lỗ đen có khối lượng bằng mặt trời của chúng ta.

Once our mirror is in place, Cụm từ

Một khi chiếc gương của chúng ta đã được đặt đúng chỗ,

we only need to open a window

chúng ta chỉ cần mở một cửa sổ

and shoot electromagnetic waves at the black hole.

và bắn các sóng điện từ vào lỗ đen.

You can imagine what happens next

Bạn có thể tưởng tượng những gì xảy ra tiếp theo

by imagining tossing a ball at a wall

bằng cách tưởng tượng ném một quả bóng vào tường

and it coming back faster than a bullet.

và nó nảy trở lại nhanh hơn một viên đạn.

The waves hit the black hole at light speed.

Các sóng va vào lỗ đen ở tốc độ ánh sáng.

A small proportion of the waves falls past the event horizon Ngữ pháp

Một tỷ lệ nhỏ của các sóng rơi qua chân trời sự kiện

to disappear forever.

để biến mất mãi mãi.

But a much larger amount sloshes through the ergosphere Cách dùng từ

Nhưng một lượng lớn hơn rất nhiều bị xô đẩy qua vùng ergosphere

where the black hole forces some of its rotational energy on them

nơi lỗ đen áp đặt một phần năng lượng quay của nó lên chúng

and amplifies them.

và khuếch đại chúng.

They now begin superradiant scattering, Cách dùng từ

Bây giờ chúng bắt đầu tán xạ siêu bức xạ,

which are fancy science words meaning Mạch ý

đó là những từ ngữ khoa học hoa mỹ có nghĩa là

bouncing around between mirror and black hole

nảy tới nảy lui giữa chiếc gương và lỗ đen

and getting stronger.

và trở nên mạnh hơn.

Every time they go around,

Mỗi lần chúng lượn quanh,

they are getting exponentially stronger. Cách dùng từ

chúng trở nên mạnh hơn theo cấp số nhân.

By opening some windows in the mirror, Ngữ pháp

Bằng cách mở một số cửa sổ trong chiếc gương,

we can extract the energy from the waves as fast as they grow,

chúng ta có thể chiết xuất năng lượng từ các sóng nhanh bằng tốc độ chúng lớn lên,

which we could use in theory

mà trên lý thuyết chúng ta có thể sử dụng

to create what would be,

để tạo ra một thứ mà,

for all practical purposes, Cụm từ

vì mọi mục đích thực tế,

an endless source of energy

là một nguồn năng lượng vô tận

for trillions of years.

trong hàng nghìn tỷ năm.

Or we could blow it up. Cụm động từ

Hoặc chúng ta có thể làm nổ tung nó.

If the waves are not released,

Nếu các sóng không được giải phóng,

they will continue to get stronger and stronger Mạch ý

chúng sẽ tiếp tục trở nên mạnh hơn và mạnh hơn

and take more and more energy from the black hole

và lấy ngày càng nhiều năng lượng từ lỗ đen

until the mirror shatters.

cho đến khi chiếc gương vỡ vụn.

A supermassive black hole would release as much energy as a supernova,

Một lỗ đen siêu khối lượng sẽ giải phóng năng lượng lớn như một siêu tân tinh,

making the bomb Ngữ pháp

khiến quả bom

the largest explosion any living being could ever create.

trở thành vụ nổ lớn nhất mà bất kỳ sinh vật nào có thể từng tạo ra.

The last home

Ngôi nhà cuối cùng

in a dying universe.

trong một vũ trụ đang hấp hối.

The beauty of the black hole bomb,

Vẻ đẹp của quả bom lỗ đen,

the Penrose process, Văn hóa

quá trình Penrose,

and the superradiant scattering

và sự tán xạ siêu bức xạ

is that they are not science fiction.

là chúng không phải là khoa học viễn tưởng.

In the far far future,

Trong một tương lai rất xa xôi,

this might be the only way to survive

đây có thể là cách duy nhất để sống sót

in our dying universe.

trong vũ trụ đang hấp hối của chúng ta.

After all the red dwarfs have cooled down Cách dùng từ

Sau khi tất cả các sao lùn đỏ đã nguội đi

and all the white dwarfs transformed into black dwarfs,

và tất cả các sao lùn trắng biến đổi thành sao lùn đen,

the universe will turn dark forever.

vũ trụ sẽ trở nên tối tăm mãi mãi.

Rotating black holes

Các lỗ đen đang quay

might be the only sources of energy

có thể là nguồn năng lượng duy nhất

in the entire universe

trong toàn bộ vũ trụ

that life could harvest.

mà sự sống có thể thu hoạch được.

If so, Mạch ý

Nếu vậy,

the last living being in existence

sinh vật cuối cùng còn tồn tại

might one day end its life

một ngày nào đó có thể kết thúc cuộc đời của nó

around a black hole,

xung quanh một lỗ đen,

which is equally chilling and uplifting. Mạch ý

điều đó vừa đáng sợ nhưng cũng vừa nâng đỡ tinh thần.

It turns out

Hóa ra

that even without any light, Thành ngữ

ngay cả khi không có bất kỳ ánh sáng nào,

there are places we can go.

vẫn có những nơi chúng ta có thể đến.