Tâm hút thiên hà là lỗ đen?

Tôi đọc đâu đó thấy nói người ta loại giả thiết này bằng thực nghiệm rồi. Tuy vậy ta có thể tính toán thử bằng một số tính toán đơn giản.
Ở khoảng cách xa thì có nhiều lỗ đen phân bố thế nào không quan trọng, lực hấp dẫn cũng đều tương đương với khối lượng tổng cộng M đặt ở tâm. Trước tiên, có tin tốt lành là chúng ta có thể ước lượng M dựa trên dữ liệu hiện có với mức độ chính xác chấp nhận được. Giả thiết quỹ đạo của hệ Mặt Trời quanh tâm Ngân Hà (Milky Way) có thể xấp xỉ bằng hình tròn mà không thay đổi nhiều đến kết quả tính. Chúng ta cũng có thể bỏ qua các hành tinh. Chúng ta biết chu kỳ quay của hệ Mặt Trời quanh Ngân Hà là khoảng 240 triệu năm và khoảng cách từ Mặt Trời tới tâm Ngân Hà là 27 nghìn năm ánh sáng. So sánh lực hướng tâm và công thức Newton, ta suy ra M. Tôi chưa có thời gian để tính toán đưa ra ước lượng cụ thể, nhưng chắc chắn rất khủng (hy vọng không vượt quá khối lượng Ngân Hà cũng là dữ liệu đã có).
Công thức bán kính Schwarzchild của vật có khối lượng M là R= MG có thể vượt quá bán kính Ngân Hà nhiều lần vì tăng theo quy luật M^2. Vì vậy việc có 1 lỗ đen khối lượng khổng lồ M làm tâm hút ít có khả năng hiện thực.
Vì vậy chúng ta phải giả thiết có nhiều lỗ đen nhỏ khối lượng cỡ cùng bậc vài cho đến vài chục khối lượng Mặt Trời (để đảm bảo ổn định, vì lỗ đen nhỏ và siêu nhỏ sẽ bốc hơi rất nhanh do bức xạ Hawking). Tuy vậy, các lỗ đen này phải có cự ly tương đối xa nhau để chúng không sáp nhập. Tức là chúng phải cách nhau xa hơn giới hạn Roche của chúng, tức là vài chục triệu km. Tức là khoảng 1 triệu lần bán kính của chúng. Tức là chúng ta cố tăng mật độ của đám lỗ đen ở tâm bằng cách phân tán thành các lỗ đen nhỏ, nhưng vẫn phải giảm đi ít nhất 10^{18} lần để chúng khỏi "ăn" nhau trong 13 tỷ năm qua. Nhờ các bạn tính thử cụ thể xem việc tách này có ích lợi gì không. Tôi cho là không. Bị hạn chế như vậy, thì mật độ của "vật chất lỗ đen" vẫn như vậy và dẫn tới bán kính của vật chất lỗ đen "ở tâm" có thể vượt khoảng cách từ tâm tới Mặt Trời.

Nguyễn Ái Việt (DEBRECEN.vidi72)