Descarcă aplicația DIGI TV
Radiation,From,A,Black,Hole,At,The,Center,Of,A

Paradoxul radiaţiei găurilor negre. Cum ar putea fi rezolvat, potrivit unui nou studiu. „Va avea un impact revoluţionar asupra fizicii”

Paradoxul radiaţiei găurilor negre ar putea fi rezolvat de o schimbare de paradigmă cu privire la înţelegerea acestor fenomene cosmice. Foto: Shutterstock

Un nou studiu sugerează că ar fi nevoie de o schimbare de paradigmă în înţelegerea găurilor negre, care nu ar fi entităţile fără structură prezise de Einstein în teoria generală a relativităţii, ci nişte fenomene cuantice denumite "stele îngheţate", transmite Live Science.

Chiar dacă aceste fenomene cuantice împărtăşesc unele similarităţi cu modul în care fizica descrie găurile negre, ele sunt diferite în domenii importante ce ar putea rezolva celebrul paradox al radiaţiei Hawking (denumită după fizicianul englez Stephen Hawking, care a propus şi descris acest fenomen). Acest paradox se manifestă pentru că radiaţia teoretică emisă de orizontul evenimentelor unei găuri negre pare să nu poarte informaţii despre materia aflată în interiorul găurii negre, fapt care contrazice un principiu fundamental al mecanicii cuantice conform căruia informaţia nu poate fi distrusă, arată Agerpres.

Mai mult, spre deosebire de găurile negre aşa cum le înţelegem acum, stelele îngheţate nu conţin neapărat o singularitate - un punct de densitate infinită - în centrul lor - fapt care rezolvă o altă contradicţie între imaginea clasică a găurilor negre şi regula generală din ştiinţă care spune că infinitul nu poate exista în natură. Atunci când într-o teorie apare infinitul, acesta este de obicei un semnal al limitelor respectivei teorii.

"Stelele îngheţate sunt un tip de imitatori de găuri negre: obiecte astrofizice ultracompacte care nu conţin singularităţi, nu au un orizont (al evenimentelor) dar care totuşi pot imita toate proproetăţile observabile ale unei găuri negre", a susţinut Ramy Brustein, profesor de fizică la Universitatea Ben-Gurion din Israel, într-un email adresat Live Science. "Dacă aceste obiecte chiar există, atunci ele semnalează nevoia de a modifica într-un mod semnificativ şi fundamental teoria relativităţii generale a lui Einstein".

Ramy Brustein este autorul principal al studiului ce descrie teoria cu privire la stelele îngheţate, ce a fost publicat în luna iulie în jurnalul Physical Review D.

Rezolvarea paradoxului

Modelul clasic al găurilor negre, descris pentru prima dată de Karl Schwarzschild în 1916, prezintă găurile negre ca având două caracteristici principale: o singularitate în care este concentrată întreaga masă şi un orizont al evenimentelor, frontiera dincolo de care nimic, nici măcar lumina, nu mai poate scăpa forţei gravitaţionale a găurii negre.

Însă după introducerea mecanicii cuantice, acest model se confruntă cu o problemă importantă. În anii 1970, Stephen Hawking a făcut celebra descoperire că efectele cuantice produse în apropierea orizontului evenimentelor ar trebui să ducă la crearea unor particule din vidul cosmic, proces denumit radiaţie Hawking. Acest proces ar provoca pierderea treptată de masă de către gaura neagră, care treptat, în intervale de timp mai lungi decât vârsta Universului, ar urma să se evapore complet.

Paradoxul se produce pentru că această radiaţie pare să nu poarte niciun fel de informaţie cu privire la materia aflată în interiorul găurii negre. iar dacă gaura neagră se evaporă complet, atunci această informaţie pare să se piardă pentru totdeauna, fiind încălcat un principiu fundamental al mecanicii cuantice care indică faptul că informaţia trebuie să se conserve. Această contradicţie este cunoscută drept paradoxul informaţiei pierdute şi este una dintre cele mai grele probleme cu care se confruntă fizica teoretică.

În noul studiu, Ramy Brustein şi colegii săi, A.J.M. Medved de la Rhodes University şi respectiv Tamar Simhon de la Universitatea Ben-Gurion, realizează o analiză teoretică detaliată a modelului stelelor îngheţate şi au ajuns la concluzia că acest model rezolvă paradoxul modelului tradiţional pentru că, spre deosebire de găurile negre, stelele îngheţate nu au nici singularitate şi nici un orizont al evenimentelor.

Autorii acestui studiu susţin că găurile negre sunt de fapt nişte obiecte cosmice foarte compacte ce sunt compuse din materia ultrarigidă ale cărei proprietăţi sunt inspirate din teoria stringurilor, principala candidată pentru o teoria a gravitaţiei cuantice, şi care nu se prăbuşesc în puncte de densitate infinită şi împiedică formarea orizontului evenimentelor.

"Am arătat cum se comportă stelele îngheţate ca nişte absorbanţi (aproape) perfecţi, deşi nu au un orizont şi acţionează ca surse de unde gravitaţionale", a mai susţinut Brustein, precizând că aceste obiecte pot absorbi aproape orice cade în ele, similar conceptului de gaură neagră. "Mai mult decât atât, (stelele îngheţate) au aceeaşi geometrie externă ca cea a modelului convenţional al găurilor negre şi reproduc proprietăţile lor termodinamice convenţionale".

Testarea ipotezei stelelor îngheţate

Modelul stelelor îngheţate prezintă o soluţie potenţială la paradoxul informaţiei asociat modelului tradiţional al găurilor negre, dar această soluţie trebuie testată experimental.

Spre deosebire de găurile negre convenţionale, stelele îngheţate ar trebui să aibă o structură internă, deşi una cu proprietăţi bizare, dictată de gravitaţia cuantică. Această structură internă ar trebui să poată fi observată în studierea unor fenomene precum undele gravitaţionale - valuri în ţesătura spaţiu-timp - produse atunci când două corpuri extrem de masive (fie că le spunem găuri negre sau stele îngheţate) se ciocnesc şi fuzionează.

"Atunci diferenţele (dintre cele două modele) sunt cel mai accentuate", a explicat Brustein.

Echipa de fizicieni trebuie să teoretizeze modul în care ar arăta structura internă a unei stele îngheţate şi care ar fi diferenţele faţă de alte obiecte cosmice extreme, aşa cum sunt stelele neutronice. Apoi, vor trebui analizate datele obţinute de la observatoarele de unde gravitaţionale, pentru că aceste unde ar trebui (în virtutea conservării informaţiei) să transporte date despre structura internă a acestor obiecte ultracompacte.

"Descoperirea oricăreia dintre predicţiile formulate de modelul stelelor îngheţate va avea un impact revoluţionar asupra fizicii", a mai susţinut Ramy Brustein.

Te-ar putea interesa si:
Teoria lui Stephen Hawking despre găurile negre, confirmată prin noi observaţii
O fetiță de 12 ani a fost acceptată în organizația ”Mensa”. Are un IQ mai mare decât al lui Albert...
Prima imagine care dovedeşte prezenţa unei găuri negre în centrul galaxiei noastre, publicată de...
Descarcă aplicația DIGI TV

Programul Zilei

Duminică26.04
Luni27.04
Marți28.04
Miercuri29.04
Joi30.04
Vineri01.05
Sâmbătă02.05
06:00 Drumuri necunoscute: India
06:30 Drumuri necunoscute: India
07:00 Alexander Armstrong la Palatul Buckingham
07:45 O noua perspectiva
08:35 O plimbare prin Australia
09:25 Minunile naturii
10:20 Pe marginea prapastiei
11:10 in mintea lui Einstein
12:05 Film de calatorie
12:25 Planetele
13:30 Cum sa traiesti peste 100 de ani
14:21 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
14:28 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
14:35 Noul pericol din oceanul inghetat
15:40 Alexander Armstrong la Palatul Buckingham
16:30 O noua perspectiva
17:20 O plimbare prin Australia
18:15 Minunile naturii
19:10 Pe marginea prapastiei
20:00 Navigand prin lume
21:00 Spargerea codului
21:52 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
22:00 Ascensiunea si decaderea unei dinastii
22:55 Femeile din viata lui Napoleon
23:50 Cum sa prinzi 100
00:35 Planetele
01:35 Cum sa traiesti peste 100 de ani
02:30 Navigand prin lume
03:25 O plimbare prin Australia
04:15 Pe urmele lui Marco Polo
05:05 Masinaria de razboi
06:00 Noul pericol din oceanul inghetat
06:55 Alexander Armstrong la Palatul Buckingham
07:40 O noua perspectiva
08:30 O plimbare prin Australia
09:20 Minunile naturii
10:15 Pe marginea prapastiei
11:05 George W. Bush
12:00 VOCILE OPEREI
12:18 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
12:25 Planetele
13:30 Cum sa traiesti peste 100 de ani
14:21 Digi portret: RAZVAN POPOVICI
14:28 decembrie
14:35 Calatoriile lui Darley
15:00 Calatoriile lui Darley
15:27 decembrie
15:34 decembrie
15:40 Italia vazuta de sus
16:24 decembrie
16:30 O noua perspectiva
17:20 O plimbare prin Australia
18:08 decembrie
18:15 Minunile naturii
19:10 Pe marginea prapastiei
20:00 Navigand prin lume
21:00 O plimbare prin Australia
22:00 Pe urmele lui Marco Polo
22:50 Masinaria de razboi
23:45 Spioni printre prieteni
00:15 Film de calatorie
00:30 Planetele
01:30 Cum sa traiesti peste 100 de ani
02:25 Navigand prin lume
03:15 O planeta o sansa
04:10 Aparitia mamiferelor
05:05 Masinaria de razboi
06:00 Calatoriile lui Darley
06:25 Calatoriile lui Darley
06:55 Italia vazuta de sus
07:40 O noua perspectiva
08:30 O plimbare prin Australia
09:20 Minunile naturii
10:15 Pe marginea prapastiei
11:05 George W. Bush
12:00 VOCILE OPEREI
12:16 decembrie
12:25 Planetele
13:30 Cum sa traiesti peste 100 de ani
14:22 decembrie
14:28 decembrie
14:35 Calatoriile lui Darley
15:00 Calatoriile lui Darley
15:26 Digi Portret - Cristian Lascu
15:33 Digi portret - Dan Perjovschi
15:40 Italia vazuta de sus
16:24 Digi Portret - Radu Gologan
16:30 O noua perspectiva
17:20 O plimbare prin Australia
18:08 Digi Portret - Razvan Penescu
18:15 Minunile naturii
19:06 decembrie
19:10 Pe marginea prapastiei
19:56 decembrie
20:00 Navigand prin lume
20:50 Filler Digipedia - Medic SUA
20:55 Filler Digipedia - Medic SUA
21:00 O planeta o sansa
21:54 Digi Portret - Catalin Cirstoveanu
22:00 Aparitia mamiferelor
22:55 Masinaria de razboi
23:50 Antarctica dezvaluita
00:30 Planetele
01:30 Cum sa traiesti peste 100 de ani
02:25 Navigand prin lume
03:15 Teste in conditii extreme
04:10 Povestiri blestemate
05:05 Masinaria de razboi
06:00 Calatoriile lui Darley
06:25 Calatoriile lui Darley
06:55 Italia vazuta de sus
07:40 O noua perspectiva
08:30 O plimbare prin Australia
09:20 Minunile naturii
10:11 decembrie
10:15 Pe marginea prapastiei
11:01 decembrie
11:05 George W. Bush
12:00 VOCILE OPEREI
12:17 Digiportret - Mihail Cosuletu
12:25 Planetele
13:30 Cum sa traiesti peste 100 de ani
14:21 Digi Portret - Mihaela Glavan
14:28 Digi Portret - Ionut Budisteanu
14:35 Calatoriile lui Darley
15:00 Calatoriile lui Darley
15:26 Portrete noi
15:33 Portrete noi
15:40 Italia vazuta de sus
16:24 Portrete noi
16:30 O noua perspectiva
17:20 O plimbare prin Australia
18:07 Portrete noi
18:15 Minunile naturii
19:06 Filler Digipedia - Medic SUA
19:10 Pe marginea prapastiei
19:56 Filler Digipedia - Medic SUA
20:00 Navigand prin lume
21:00 Teste in conditii extreme
22:00 Povestiri blestemate
22:55 Masinaria de razboi
23:50 Antarctica dezvaluita
00:15 Film de calatorie
00:30 Planetele
01:30 Cum sa traiesti peste 100 de ani
02:25 Navigand prin lume
03:20 O planeta o sansa
04:15 Pe urmele lui Marco Polo
05:05 Masinaria de razboi
06:00 Calatoriile lui Darley
06:25 Calatoriile lui Darley
06:55 Italia vazuta de sus
07:40 O noua perspectiva
08:30 O plimbare prin Australia
09:20 Minunile naturii
10:11 Filler Digipedia - Medic SUA
10:15 Pe marginea prapastiei
11:01 Filler Digipedia - Medic SUA
11:05 George W. Bush
12:00 VOCILE OPEREI
12:19 Portrete noi
12:25 Planetele
13:30 Cum sa traiesti peste 100 de ani
14:22 Portrete noi
14:35 Calatoriile lui Darley
15:00 Calatoriile lui Darley
15:26 Portrete noi
15:33 Digi Portret - Razvan Suma
15:40 Italia vazuta de sus
16:24 Digi Portret - Constantin Dumitriu
16:30 O noua perspectiva
17:20 Catre Saturn fara intoarcere!
18:15 Minunile naturii
19:10 Forta naturii
20:00 Navigand prin lume
21:00 O planeta o sansa
22:00 Pe urmele lui Marco Polo
22:47 Digi portret: ANDREEA BORTUN
22:55 Masinaria de razboi
23:50 Antarctica dezvaluita
00:45 Viata romanilor la Malaiesti
01:03 Digi Portret - Stefan Caltia
01:10 Regatul pierdut din neolitic
02:05 Trenurile care au schimbat lumea
02:50 Trenurile de lux ale Marii Britanii
03:40 Cel mai vechi ADN
05:05 Secrete si spioni: un joc nuclear
06:00 Calatoriile lui Darley
06:25 Calatoriile lui Darley
06:55 Italia vazuta de sus
07:40 O noua perspectiva
08:30 Catre Saturn fara intoarcere!
09:25 Minunile naturii
10:20 Forta naturii
11:10 Sa intelegem Universul
12:30 Regatul pierdut din neolitic
13:24 Digi Portret - Wargha Enayati
13:30 Trenurile care au schimbat lumea
14:15 Film de calatorie
14:30 Inginerie de varf
15:25 Dincolo de ceea ce stim
16:30 Cele mai mari orase ale lumii
17:25 O noua perspectiva
18:15 Arome din Drome
19:10 Minunile Soarelui
20:00 Jurnalul de Stiinte
20:10 Trenurile de lux ale Marii Britanii
21:00 DIGIPEDIA
21:23 Digi Portret - Stefan Caltia
21:30 Cel mai vechi ADN
22:55 Secrete si spioni: un joc nuclear
23:50 Cezar nasterea unui dictator
00:45 tinutul Buzaului - Focul
01:25 Trenurile care au schimbat lumea
02:10 Din interiorul fabricii
03:15 Arome din Portugalia
04:10 Povestiri blestemate
05:05 Secrete si spioni: un joc nuclear
06:00 Inginerie de varf
06:55 Dincolo de ceea ce stim
07:50 Cele mai mari orase ale lumii
08:45 O noua perspectiva
09:35 Arome din Drome
10:30 Minunile Soarelui
11:20 Jurnalul de Stiinte
11:35 DIGIPEDIA
12:00 VOCILE OPEREI
12:30 Teste in conditii extreme
13:24 Digi Portret - Justin Ionescu
13:30 Trenurile care au schimbat lumea
14:15 Film de calatorie
14:30 Inginerie de varf
15:25 Dincolo de ceea ce stim
16:30 Cele mai mari orase ale lumii
17:25 O noua perspectiva
18:15 Arome din Santorini
19:10 Minunile Soarelui
20:00 Din interiorul fabricii
21:00 Arome din Portugalia
21:53 Digi Portret - Dan Dinu
22:00 Povestiri blestemate
22:55 Secrete si spioni: un joc nuclear
23:50 Cezar nasterea unui dictator
00:45 tinutul Buzaului - Lemnul
01:30 Trenurile care au schimbat lumea
02:15 Din interiorul fabricii
03:20 Cum sa-ti ajuti creierul
04:10 Cezar
05:05 Secrete si spioni: un joc nuclear

Partenerii noștri

Mars,-,The,Red,Planet.,Martian,Surface,And,Dust,In

Descoperire inedită a roverului Curiosity, pe suprafaţa lui Marte: un număr surprinzător de mare de „solzi de dragon”

O regiune a planetei Marte este acoperită de un număr surprinzător de caracteristici geologice care...