4.5 Vùng chuyển tiếp: “lớp pít tông” giữa Vùng tới hạn ngoài và Vùng tới hạn trong

Trang chủ ／ Chương 4: Hố đen (V5.05)

Vùng chuyển tiếp nằm giữa Vùng tới hạn ngoài và Vùng tới hạn trong. Đây là lớp làm việc có thể tiếp nhận xung áp lực, giữ lại trong chốc lát và giải phóng theo nhịp. Ở phía trong, nó đệm cho trạng thái “sôi sục” của ứng suất gần tâm; ở phía ngoài, nó là nơi đầu tiên các nhiễu đi vào bị tiêu tán và tái sắp xếp khi tiến gần chân trời sự kiện. Do đó, lớp này góp phần quyết định “tính khí” của hố đen: dễ bùng phát hay thiên về điềm tĩnh.

I. Định vị: lớp trung gian chịu áp, tích áp và nhả áp

• Chịu áp: Biến dạng trượt và quá trình tái nối từ trường trong “biển sợi” mật độ cao ở phía trong đẩy các xung ứng suất vào lớp này. Nhiễu do ánh sáng và hạt từ bên ngoài cũng bị chặn ở đây.
• Tích áp: Độ đàn hồi hữu hạn và độ nhớt cho phép lớp biến một phần đầu vào tức thời thành các nâng nhẹ độ cong cục bộ và điều chỉnh hình học vi mô, nhờ đó lưu trữ trong ngắn hạn.
• Nhả áp: Khi tích lũy tới ngưỡng hoặc khi hình học trở nên thuận lợi, lớp sẽ nhả áp theo đợt về phía Vùng tới hạn ngoài và vào khu vực bên trong, hoàn thành một “nhịp thở”.

II. Ba chức năng cốt lõi

• Lưu trữ và giải phóng: biến khoảnh khắc thành nhịp
  Vùng chuyển tiếp biến các đầu vào sắc nhọn từ trong lẫn ngoài thành các đầu ra nhỏ theo nhóm. Trước hết, nó ghi nhận năng lượng và ứng suất dưới dạng nâng độ cong cục bộ và điều chỉnh hình học vi mô, sau đó nhả dần trong một cửa sổ thời gian dài hơn. Cách này tránh tình trạng “mất ổn định đồng thời” gần chân trời sự kiện và giúp Vùng tới hạn ngoài lùi bước êm hơn, có kiểm soát hơn. Lớp dày lưu trữ tốt và nhả mượt; lớp mỏng lưu trữ hạn chế và nhả sắc.
• Căn chỉnh và kéo dài: xếp thẳng những gợn nhỏ
  Trong lớp tồn tại trượt cắt đáng kể. Trượt cắt kéo thẳng các gợn vi mô rời rạc theo một hướng ưa thích, dần tạo thành các dải dài và hẹp. Khi các dải đó song song, vùng cản cục bộ bị kéo thành chuỗi đoạn có cản trở hiệu dụng thấp hơn, làm trơn dòng theo hướng ấy. Căn chỉnh càng dài, trật tự càng cao; căn chỉnh ngắn để lại bức tranh vụn vỡ.
• Dẫn hướng: hình thành các hành lang dạng dải dưới ngưỡng tới hạn
  Khi mức căn chỉnh và kéo dài vượt ngưỡng, trong lớp xuất hiện một hoặc vài hành lang dạng dải dưới ngưỡng tới hạn. Ở đây “hành lang” chỉ mang nghĩa hình học và độ cong: trên dải đó, lối đi trở nên dễ hơn, khiến Vùng tới hạn ngoài về sau có xu hướng lùi bước lớn hơn.

III. Dấu hiệu thời gian: xung và nhả chậm luân phiên

• Xung đi vào
  Xung ứng suất từ phía trong và các cụm sóng từ bên ngoài thường đến theo chùm, với biên độ và khoảng cách không đều.
• Nhả chậm
  Vùng chuyển tiếp viết lại các chùm ấy thành những gợn độ cong mượt hơn và nhả ra theo thời gian hồi phục và thời gian ghi nhớ vốn có của lớp.
• Hiệu ứng ghi nhớ
  Trong thời gian ghi nhớ, đầu vào cùng pha sẽ cộng hưởng và khuếch đại; ngược pha sẽ triệt tiêu một phần. Ghi nhớ dài tạo nên chuỗi yếu–mạnh có quy luật; ghi nhớ ngắn dẫn tới phản hồi nhanh, sắc và đơn phát.

IV. Vùng chuyển tiếp và “tính khí”

• Độ dày và tính thuận ứng
  Lớp dày, mềm sẽ dàn phẳng đầu vào mạnh và toàn hệ ổn hơn. Lớp mỏng, cứng dễ truyền thẳng xung đến Vùng tới hạn ngoài, khiến phản ứng gắt hơn.
• Độ dài căn chỉnh
  Khi dải dễ kéo dài, ưu hướng hình học theo từng đoạn rõ rệt hơn; khó kéo dài thì ưu hướng chỉ mang tính cục bộ và dễ vỡ.
• Thời gian ghi nhớ
  Ghi nhớ dài tạo nhịp điệu liền mạch và đáp ứng theo nhóm; ghi nhớ ngắn tạo các phản ứng rời rạc, nhanh và đơn phát.
  Những đại lượng này không độc lập; chúng cùng quyết định tần suất và biên độ lùi bước của Vùng tới hạn ngoài trong các sự kiện tiếp theo, từ đó định hình tính cách tổng thể của nguồn.

V. Số phận của nhiễu bên ngoài trong Vùng chuyển tiếp

Ánh sáng và hạt từ bên ngoài hiếm khi đi thẳng qua vùng cận tâm; chúng thường bị hấp thụ, tán xạ hoặc được xử lý lại ngay trong Vùng chuyển tiếp. Một phần năng lượng và động lượng của chúng chuyển thành các nâng độ cong cục bộ và điều chỉnh hình học vi mô, qua đó tạo điều kiện cho các lần lùi bước sau này. Trong thực tế có hai điều chỉnh theo hướng:

• Nâng nhẹ giới hạn trên của khả năng truyền tại chỗ.
• Hạ nhẹ ngưỡng tối thiểu cho lối thoát hướng ra ngoài.
  Chỉ cần một trong hai xảy ra, khoảng cách giữa “cần” và “cho phép” sẽ thu hẹp. Việc thu hẹp đó có kích hoạt thay đổi cấu trúc hay chuyển pha dòng chảy hay không, phần này không bàn.

VI. Tóm lại

Vùng chuyển tiếp là “bảng điều âm” của vùng cận chân trời sự kiện. Nó biến các cú va từ trong và ngoài thành những dao động độ cong có thứ bậc và nhịp; với sự trợ giúp của trượt cắt, nó xếp thẳng các gợn nhỏ thành dải; và dọc theo hướng thuận lợi, nó có thể tạo ra các hành lang dạng dải dưới ngưỡng tới hạn. Ba năng lực đó cùng quyết định Vùng tới hạn ngoài sẽ thường xuyên nới lỏng hay giữ vững, và tạo nên ấn tượng đầu tiên về một hố đen: gấp gáp hay điềm tĩnh.