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

Duminică28.12
Luni29.12
Marți30.12
Miercuri31.12
Joi01.01
Vineri02.01
Sâmbătă03.01
06:00 Minuni naturale
06:55 Minunile naturii
07:50 Lumea vazuta de sus
08:15 Lumea vazuta de sus
08:40 Planetele
09:40 Supermasini
10:25 Film de calatorie
10:45 Despre boomul tehnologic al Chinei
11:40 ZONA DE RISC.BIOCOD
12:10 Aromele Romaniei: Bucovina
12:57 Film de calatorie
13:15 Picturi celebre
14:15 Cum au reparat asta?
14:59 Film de calatorie
15:59 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
16:10 Supermasini
17:00 Minuni naturale
17:55 Film de calatorie
18:10 Minunile naturii
19:05 Lumea vazuta de sus
19:30 Lumea vazuta de sus
20:00 Planetele
21:00 O noua perspectiva
21:47 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
21:54 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
22:00 Cele mai periculoase sosele
22:50 Eternul Pompei
23:45 Film de calatorie
01:05 Minunile pamantului
02:00 Picturi celebre
02:55 Cum au reparat asta?
04:25 Supermasini
05:15 Alexander Armstrong in Sri Lanka
06:00 Minuni naturale
06:55 Minunile naturii
07:50 Lumea vazuta de sus
08:15 Lumea vazuta de sus
08:40 Planetele
09:40 O noua perspectiva
10:30 Arome din Sudan
11:25 Supermasini
12:15 Minunile pamantului
13:15 Picturi celebre
14:08 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
14:15 Cum au reparat asta?
14:59 Film de calatorie
15:59 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
16:10 Supermasini
17:00 Minuni naturale
17:55 Film de calatorie
18:10 Minunile naturii
20:00 Lumi disparute: Nabateenii
20:53 Digi portret: RAZVAN POPOVICI
21:00 Calul troian
21:53 decembrie
22:00 Anotimpuri japoneze
22:55 Alexander Armstrong in Sri Lanka
23:40 Uriasii din padure
00:20 tinutul Buzaului - Focul
01:00 Minunile pamantului
01:55 Dinozaurii de pe taramul inghetat
02:50 Cum au reparat asta?
04:20 Cele mai periculoase sosele
05:10 Alexander Armstrong in Sri Lanka
06:00 Minuni naturale
06:55 Minunile naturii
08:45 Lumi disparute: Nabateenii
09:40 Calul troian
10:35 Anotimpuri japoneze
11:27 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
11:35 tinutul Buzaului - Focul
12:15 Minunile pamantului
13:09 decembrie
13:15 Dinozaurii de pe taramul inghetat
14:07 Digiportret - Mihail Cosuletu
14:15 Cum au reparat asta?
15:00 Film de calatorie
15:59 decembrie
16:10 Supermasini
17:00 Minuni naturale
17:55 Film de calatorie
18:10 Minunile naturii
20:00 Lumi disparute: Nabateenii
20:53 decembrie
21:00 Arhitectura antica
21:52 decembrie
22:00 Cele mai periculoase sosele
22:50 Alexander Armstrong in Sri Lanka
23:37 tinutul Buzaului-Piatra
00:35 100 baloane pentru Romania
01:10 Minunile pamantului
02:05 Dinozaurii de pe taramul inghetat
03:00 Cum au reparat asta?
04:30 Proiectul Artemis
05:15 Alexander Armstrong in Sri Lanka
06:00 Minuni naturale
06:55 Minunile naturii
08:45 Lumi disparute: Nabateenii
09:40 Arhitectura antica
10:35 Supermasini
11:25 Film de calatorie
11:40 100 baloane pentru Romania
12:15 Minunile pamantului
13:09 decembrie
13:15 Dinozaurii de pe taramul inghetat
14:07 decembrie
14:15 Cum au reparat asta?
15:00 Film de calatorie
16:00 decembrie
16:04 decembrie
16:10 Proiectul Artemis
17:00 Magellan: spre insulele cu mirodenii
17:55 Film de calatorie
18:10 Amerigo Vespucci
19:01 decembrie
19:05 Creierul tau
20:00 Lumi disparute: Nabateenii
20:53 Digi Portret - Cristian Lascu
21:00 O noua perspectiva
21:47 Digi portret - Dan Perjovschi
21:54 Digi Portret - Radu Gologan
22:00 in cautarea adevarului
22:55 Alexander Armstrong in Sri Lanka
23:40 Misterele somnului
00:45 Vase de razboi
01:30 Ceea ce nu intelegem despre vreme
02:25 Din interiorul fabricii
03:30 Atelierul pentru avioane
04:20 Trenurile care au schimbat lumea
06:00 Magellan: spre insulele cu mirodenii
06:55 Amerigo Vespucci
07:46 decembrie
07:50 Creierul tau
08:45 Lumi disparute: Nabateenii
09:40 O noua perspectiva
10:30 Dunarea salbatica
12:00 VOCILE OPEREI
12:30 Vase de razboi
13:20 Ceea ce nu intelegem despre vreme
14:20 Din interiorul fabricii
15:25 Atelierul pentru avioane
16:15 Trenurile care au schimbat lumea
17:00 Film de calatorie
17:15 stiinta bate fictiunea
17:40 stiinta bate fictiunea
18:15 Cum s-au construit
18:59 Digi Portret - Catalin Cirstoveanu
19:05 Creierul tau
19:59 Portrete noi
21:00 Arhitectura antica
21:55 Marele James Webb
22:48 Digi Portret - Razvan Penescu
23:50 Masinaria de razboi
00:41 FILLER DIGIPEDIA SF VS REALITATE
00:45 Vase de razboi
01:30 Ceea ce nu intelegem despre vreme
02:25 Din interiorul fabricii
03:30 Atelierul pentru avioane
04:20 Trenurile care au schimbat lumea
06:00 stiinta bate fictiunea
06:25 stiinta bate fictiunea
06:50 Cum s-au construit
07:35 Creierul tau
09:25 Arhitectura antica
10:20 Marele James Webb
11:13 Digi Portret - Razvan Penescu
11:20 Legenda vs contemporan
12:10 Film de calatorie
12:23 Digi Portret - Mihaela Glavan
12:30 Vase de razboi
13:16 Filler Digipedia Special Tg. Jiu
13:20 Ceea ce nu intelegem despre vreme
14:15 Filler Digipedia Special Tg. Jiu 2
14:20 Din interiorul fabricii
15:25 Atelierul pentru avioane
16:15 Trenurile care au schimbat lumea
17:00 Film de calatorie
17:15 stiinta bate fictiunea
17:40 stiinta bate fictiunea
18:06 Portrete noi
18:15 Cum s-au construit
19:00 Film de calatorie
21:00 DIGIPEDIA
21:30 Film de calatorie
21:45 Film de calatorie
22:00 Citadela din Mediterana
23:50 Masinaria de razboi
00:45 Film de calatorie
01:00 Vase de razboi
01:45 Trenurile care au schimbat lumea
02:30 Dunarea
03:20 Atelierul pentru avioane
04:08 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
04:15 Legenda vs contemporan
06:00 stiinta bate fictiunea
06:25 stiinta bate fictiunea
06:50 Cum s-au construit
09:20 DIGIPEDIA
09:50 Film de calatorie
10:05 Film de calatorie
10:20 Citadela din Mediterana
11:20 Legenda vs contemporan
12:10 Film de calatorie
12:26 FILLER DIGIPEDIA SF VS REALITATE
12:30 Vase de razboi
13:15 Filler Asteroizi 1
13:20 Marea cursa a motoarelor electrice
14:14 Portrete noi
14:20 Din interiorul fabricii
15:25 Atelierul pentru avioane
16:15 Trenurile care au schimbat lumea
17:00 Film de calatorie
17:15 stiinta bate fictiunea
17:40 stiinta bate fictiunea
18:06 Filler Asteroizi 2
18:09 Filler Asteroizi 3
18:15 Cum s-au construit
19:00 Film de calatorie
21:00 Dunarea
21:48 Digi Portret - Ionut Budisteanu
22:00 in cautarea adevarului
23:50 Masinaria de razboi
00:45 Film de calatorie
01:00 Vase de razboi
01:45 tinutul Buzaului-Piatra
02:30 Din interiorul fabricii
03:30 Atelierul pentru avioane
04:20 Trenurile care au schimbat lumea
05:05 in sudul Frantei

Partenerii noștri

creier

O mutaţie genetică extrem de rară ucide celulele creierului, iar cercetătorii au aflat în sfârşit de ce

Studierea unor boli genetice extrem de rare poate scoate la lumină procese fundamentale prin care...