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

Duminică23.08
Luni24.08
Marți25.08
Miercuri26.08
Joi27.08
Vineri28.08
Sâmbătă29.08
06:00 Imagini de ansamblu
06:50 Navigand prin lume
07:40 Filler Digipedia - Medic SUA
07:45 Italia vazuta de sus
08:30 Cum s-au construit
09:15 Superconstructii antice
10:10 Arome din Yucatan
11:05 VOCILE OPEREI
12:07 VOCILE OPEREI
12:20 Heliopolis
13:15 Israel vazut de sus
14:15 Imagini de ansamblu
15:05 Navigand prin lume
16:00 Italia vazuta de sus
16:45 Film de calatorie
17:00 Cum s-au construit
17:45 Film de calatorie
18:00 Superconstructii antice
18:52 Portrete noi
19:00 Arome din Peloponez
19:53 Digi Portret - Razvan Penescu
20:00 Omul
20:51 Digiportret - Mihail Cosuletu
21:00 De-a lungul tarmului norvegian
21:54 Digi Portret - Catalin Cirstoveanu
22:00 Ultimul imparat: Carol I al Austriei
22:49 Portrete noi
22:55 Eternul Pompei
23:50 Regina soarelui
00:15 Vacanta raw
00:40 Odiseea insulelor grecesti
01:30 Parcuri nationale
02:20 Cele mai periculoase sosele: Adrenalina
03:05 Marea eclipsa din America
04:00 O schimbare radicala: Golful Maine
05:05 Cum apar superfurtunile
06:00 Imagini de ansamblu
06:50 Navigand prin lume
07:40 Italia vazuta de sus
08:25 Cum s-au construit
09:10 Superconstructii antice
10:05 Arome din Peloponez
11:00 De la zero la infinit
11:55 Vacanta raw
12:20 Odiseea insulelor grecesti
13:15 Parcuri nationale
14:15 Imagini de ansamblu
15:05 Navigand prin lume
16:00 Argentina vazuta de sus
16:45 Film de calatorie
17:00 Cum s-au construit
17:45 Film de calatorie
18:00 Superconstructii antice
18:53 Digi Portret - Mihaela Glavan
19:00 Destinatie: Roma antica
20:00 Cele mai periculoase sosele: Adrenalina
20:45 Film de calatorie
21:00 Marea eclipsa din America
22:00 O schimbare radicala: Golful Maine
23:00 Cum apar superfurtunile
23:55 VOCILE OPEREI
00:00 Secretul din Santorini
01:00 Odiseea insulelor grecesti
01:50 Parcuri nationale
02:40 Cele mai periculoase sosele: Adrenalina
03:25 Urme din trecut
04:20 Cea mai rea vreme
05:10 Irlanda vazuta de sus
06:00 Imagini de ansamblu
06:50 Navigand prin lume
07:40 Argentina vazuta de sus
08:25 Cum s-au construit
09:10 Superconstructii antice
10:05 Destinatie: Roma antica
11:00 Secretul din Santorini
12:00 VOCILE OPEREI
12:20 Odiseea insulelor grecesti
13:15 Parcuri nationale
14:03 Digi Portret - Ionut Budisteanu
14:15 Calatorie cu trenul vazuta de sus
15:05 Navigand prin lume
16:00 Argentina vazuta de sus
16:45 Film de calatorie
17:00 Cum s-au construit
17:45 Film de calatorie
18:00 Superconstructii antice
19:00 Secrete din Olimp
20:00 Cele mai periculoase sosele: Adrenalina
20:45 Film de calatorie
21:00 Urme din trecut
21:54 Portrete noi
22:00 Cea mai rea vreme
22:48
23:00 Irlanda vazuta de sus
00:05 Concorde: povestea nestiuta
00:55 Odiseea insulelor grecesti
01:45 Parcuri nationale
02:35 Marile catedrale britanice
03:20 Marele James Webb
04:15 Despre boomul tehnologic al Chinei
05:10 Irlanda vazuta de sus
06:00 Calatorie cu trenul vazuta de sus
06:45 Navigand prin lume
07:40 Argentina vazuta de sus
08:25 Cum s-au construit
09:10 Superconstructii antice
10:10 Secrete din Olimp
11:05 Concorde: povestea nestiuta
11:55 Vacanta raw
12:20 Odiseea insulelor grecesti
13:15 Parcuri nationale
14:03 Portrete noi
14:09
14:15 Calatorie cu trenul vazuta de sus
15:05 Navigand prin lume
15:56
16:00 Argentina vazuta de sus
16:45 Film de calatorie
17:00 Cum s-au construit
17:45 Film de calatorie
18:00 Superconstructii antice
18:53 Portrete noi
19:00 Dincolo de Pamant: asteroizii
19:53 Portrete noi
20:00 Marile catedrale britanice
20:45 Film de calatorie
21:00 Marele James Webb
21:53 Portrete noi
22:00 Despre boomul tehnologic al Chinei
23:00 Irlanda vazuta de sus
23:50 Film de calatorie
00:50 Odiseea insulelor grecesti
01:40 Parcuri nationale
02:30 Marile catedrale britanice
03:15 Arta baroca
04:15 America: a doua functie in stat
05:10 Irlanda vazuta de sus
06:00 Calatorie cu trenul vazuta de sus
06:45 Navigand prin lume
07:36
07:40 Argentina vazuta de sus
08:25 Cum s-au construit
09:10 Superconstructii antice
10:05 Dincolo de Pamant: asteroizii
11:00 Regina soarelui
11:55 Vacanta raw
12:20 Odiseea insulelor grecesti
13:15 Parcuri nationale
14:15 Calatorie cu trenul vazuta de sus
15:05 Navigand prin lume
16:00 Batalia Atlanticului
16:45 Film de calatorie
17:00 Proiectul Artemis
17:45 Film de calatorie
18:00 Superconstructii antice
19:00 Dincolo de Pamant: satelitii naturali
19:54 Digi Portret - Constantin Dumitriu
20:00 Marile catedrale britanice
20:45 Film de calatorie
21:00 Arta baroca
22:00 America: a doua functie in stat
22:54 Digi Portret - Wargha Enayati
23:00 Irlanda vazuta de sus
23:48 Digi Portret - Razvan Suma
23:55 Regina soarelui
00:10 Concorde: povestea nestiuta
01:00 Vacanta raw
01:25 Odiseea insulelor grecesti
02:15 Parcuri nationale
03:05 Lumea vulcanilor
03:50 O alta Geneza
04:10 Familii regale
05:05 Lucy Worsley investigheaza
06:00 Calatorie cu trenul vazuta de sus
06:45 Navigand prin lume
07:40 Batalia Atlanticului
08:30 Proiectul Artemis
09:15 Superconstructii antice
10:10 Dincolo de Pamant: satelitii naturali
11:05 Concorde: povestea nestiuta
11:55 Vacanta raw
12:20 Odiseea insulelor grecesti
13:09 Digi Portret - Justin Ionescu
13:15 Parcuri nationale
14:15 Calatorie cu trenul vazuta de sus
15:05 Navigand prin lume
16:00 Batalia Atlanticului
16:45 Film de calatorie
17:00 Conacul Sandringham
17:45 Film de calatorie
18:00 Superconstructii antice
18:53 Digi portret: ANDREEA BORTUN
19:00 Arome din Vietnam
19:54 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
20:00 Jurnalul de Stiinte
20:10 Lumea vulcanilor
21:00 DIGIPEDIA
21:25 O alta Geneza
21:45 Film de calatorie
22:00 Familii regale
23:00 Lucy Worsley investigheaza
23:55 Film de calatorie
00:20 Vacanta raw
00:45 Odiseea insulelor grecesti
01:35 Parcuri nationale
02:25 Omul
03:15 Frumusetile naturii
04:10 Familii regale
05:05 Lucy Worsley investigheaza
06:00 Calatorie cu trenul vazuta de sus
06:45 Navigand prin lume
07:40 Batalia Atlanticului
08:30 Conacul Sandringham
09:15 Superconstructii antice
10:10 Arome din Vietnam
11:05 DIGIPEDIA
11:30 Jurnalul de Stiinte
11:41 Film de calatorie
11:55 Vacanta raw
12:20 Odiseea insulelor grecesti
13:15 Parcuri nationale
14:15 Calatorie cu trenul vazuta de sus
15:05 Navigand prin lume
16:00 Batalia Atlanticului
16:45 Film de calatorie
17:00 Conacul Sandringham
17:45 Film de calatorie
18:00 Copiii soarelui
18:53 Digi Portret - Stefan Caltia
19:00 Arome din Rajahstan
19:53 Digi Portret - Dan Dinu
20:00 Omul
20:50 Filler Digipedia
20:54 Filler Digipedia
21:00 Frumusetile naturii
21:53 Digi Portret - Alexandru Ciubotariu
22:00 Familii regale
23:00 Lucy Worsley investigheaza
23:55 Egregora aventura continua
00:35 Magellan: spre insulele cu mirodenii
01:30 Zborul
02:25 Omul
03:15 De-a lungul tarmului norvegian
04:10 Sfintele moaste
05:05 Lucy Worsley investigheaza

Partenerii noștri

calea lactee

Astronomii au identificat cea mai rapidă stea din Calea Lactee

Astronomii au descoperit cea mai rapidă stea cunoscută din Calea Lactee, un obiect care se învârte...