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

Duminică22.03
Luni23.03
Marți24.03
Miercuri25.03
Joi26.03
Vineri27.03
Sâmbătă28.03
06:00 Arome din Australia tropicala
06:55 Minunile naturii
07:46 Filler Digipedia Specia
07:50 Din interiorul fabricii
08:50 Secretele ghetii
09:45 Parcuri nationale
10:35 O noua perspectiva
11:25 Ceea ce nu intelegem despre vreme
12:20 Filler Digipedia - Medic SUA
12:25 Lumea vazuta de sus
12:50 Lumea vazuta de sus
13:15 Apocalipsa unei gauri negre
14:15 Drumul
15:10 Minunile naturii
16:05 Din interiorul fabricii
17:10 Secretele ghetii
18:04 decembrie
18:10 Parcuri nationale
18:58 decembrie
19:05 Filler Digipedia - Medic SUA
19:10 O noua perspectiva
20:00 Atelierul pentru avioane
21:00 Colosseum cu Dan Snow
22:00 Omul
22:55 Noii oameni
23:45 Film de calatorie
00:00 Cele 33 de obiecte de la Auschwitz
00:54 decembrie
01:00 stiinta bate fictiunea
01:25 stiinta bate fictiunea
01:50 Pe marginea prapastiei
02:35 Atelierul pentru avioane
03:25 O plimbare prin Australia
04:20 inapoi in salbaticie
05:10 Cum s-a intamplat
06:00 Drumul
06:55 Minunile naturii
07:50 Din interiorul fabricii
08:55 Secretele ghetii
09:50 Parcuri nationale
10:40 O noua perspectiva
11:30 Ceea ce nu intelegem despre vreme
12:25 stiinta bate fictiunea
12:50 stiinta bate fictiunea
13:15 Pe marginea prapastiei
14:00 Film de calatorie
14:15 Drumul
15:10 Minunile naturii
16:05 Din interiorul fabricii
17:10 Secretele ghetii
18:10 Parcuri nationale
19:10 O noua perspectiva
20:00 Atelierul pentru avioane
21:00 O plimbare prin Australia
21:51 Digiportret - Mihail Cosuletu
22:00 inapoi in salbaticie
22:46 decembrie
22:55 Cum s-a intamplat
23:45 Film de calatorie
00:00 Cele 33 de obiecte de la Auschwitz
01:00 stiinta bate fictiunea
01:25 stiinta bate fictiunea
01:50 Pe marginea prapastiei
02:35 Atelierul pentru avioane
03:25 Imagini de ansamblu
04:15 Uciderea lui Sherlock
05:10 Cum s-a intamplat
06:00 Drumul
06:55 Minunile naturii
07:50 Din interiorul fabricii
08:55 Secretele ghetii
09:55 Parcuri nationale
10:45 O noua perspectiva
11:35 100 baloane pentru Romania
12:10 Film de calatorie
12:25 stiinta bate fictiunea
12:50 stiinta bate fictiunea
13:15 Pe marginea prapastiei
14:00 Film de calatorie
14:15 Drumul
15:10 Minunile naturii
16:05 Din interiorul fabricii
17:10 Dincolo de ceea ce stim
18:04 decembrie
18:10 Calatorie cu trenul vazuta de sus
18:55 Film de calatorie
19:10 O noua perspectiva
20:00 Atelierul pentru avioane
20:48 decembrie
20:55 decembrie
21:00 Imagini de ansamblu
22:00 Uciderea lui Sherlock
22:55 Cum s-a intamplat
23:45 Film de calatorie
00:00 Cele 33 de obiecte de la Auschwitz
01:00 stiinta bate fictiunea
01:25 stiinta bate fictiunea
01:50 Pe marginea prapastiei
02:35 Atelierul pentru avioane
03:25 Ce-si spun animalele?
04:20 Omul
05:10 Cum s-a intamplat
06:00 Drumul
06:55 Minunile naturii
07:50 Din interiorul fabricii
08:55 Dincolo de ceea ce stim
09:50 Calatorie cu trenul vazuta de sus
10:35 O noua perspectiva
11:25 Ultimul artefact
12:25 stiinta bate fictiunea
12:50 stiinta bate fictiunea
13:15 Pe marginea prapastiei
14:00 Film de calatorie
14:15 Drumul
15:10 Calatoria
16:05 Din interiorul fabricii
17:10 Dincolo de ceea ce stim
18:10 Calatorie cu trenul vazuta de sus
18:55 Film de calatorie
19:10 O noua perspectiva
20:00 Atelierul pentru avioane
21:00 Ce-si spun animalele?
22:00 Omul
22:55 Cum s-a intamplat
23:45 Film de calatorie
00:00 Cele 33 de obiecte de la Auschwitz
00:53 Digi Portret - Razvan Penescu
01:00 stiinta bate fictiunea
01:25 stiinta bate fictiunea
01:50 Pe marginea prapastiei
02:35 Atelierul pentru avioane
03:25 Imagini de ansamblu
04:15 Ce se intampla cu epava Titanic
05:10 Cum s-a intamplat
06:00 Drumul
06:55 Calatoria
07:50 Din interiorul fabricii
08:50 Dincolo de ceea ce stim
09:45 Calatorie cu trenul vazuta de sus
10:30 O noua perspectiva
11:20 VOCILE OPEREI
12:21 decembrie
12:25 stiinta bate fictiunea
12:50 stiinta bate fictiunea
13:15 Pe marginea prapastiei
14:00 Film de calatorie
14:15 Anotimpuri japoneze
15:10 Calatoria
16:05 Tragedia navetei Columbia
17:10 Dincolo de ceea ce stim
18:10 Calatorie cu trenul vazuta de sus
18:55 Film de calatorie
19:10 O noua perspectiva
20:00 Atelierul pentru avioane
20:49 Digi Portret - Cristian Lascu
21:00 Imagini de ansamblu
21:46 Digi portret - Dan Perjovschi
21:53 Digi Portret - Razvan Penescu
22:00 Ce se intampla cu epava Titanic
22:55 Cum s-a intamplat
23:45 Film de calatorie
00:00 Cele 33 de obiecte de la Auschwitz
00:55 Film de calatorie
01:15 stiinta bate fictiunea
01:40 stiinta bate fictiunea
02:05 Pe marginea prapastiei
02:50 Atelierul pentru avioane
03:38 Digi Portret - Mihaela Glavan
03:45 Film de calatorie
04:00 Film de calatorie
04:15 Megainginerii: Structuri record
05:10 Cum s-a intamplat
06:00 Anotimpuri japoneze
06:50 Calatoria
07:45 Tragedia navetei Columbia
08:45 Dincolo de ceea ce stim
09:40 Calatorie cu trenul vazuta de sus
10:25 O noua perspectiva
11:15 Film de calatorie
11:30 Noul pericol din oceanul inghetat
12:25 stiinta bate fictiunea
12:50 stiinta bate fictiunea
13:15 Pe marginea prapastiei
14:00 Film de calatorie
14:15 Anotimpuri japoneze
15:10 Calatoria
16:05 Tragedia navetei Columbia
17:10 Molecula de baza
18:10 Calatorie cu trenul vazuta de sus
18:55 Film de calatorie
19:10 O noua perspectiva
20:00 Jurnalul de Stiinte
20:10 Atelierul pentru avioane
21:00 DIGIPEDIA
21:30 Film de calatorie
21:45 Film de calatorie
22:00 Megainginerii: Structuri record
22:55 Cum s-a intamplat
23:45 Film de calatorie
00:35 Drumuri necunoscute: India
01:05 Drumuri necunoscute: India
01:35 Pe marginea prapastiei
02:20 Atelierul pentru avioane
03:10 Previziuni
04:05 Megainginerii: Structuri record
06:00 Anotimpuri japoneze
06:50 Calatoria
07:45 Tragedia navetei Columbia
08:50 Molecula de baza
09:50 Calatorie cu trenul vazuta de sus
10:35 O noua perspectiva
11:25 DIGIPEDIA
11:55 Jurnalul de Stiinte
12:07 Portrete noi
12:15 Drumuri necunoscute: India
12:45 Drumuri necunoscute: India
13:15 Pe marginea prapastiei
14:00 Film de calatorie
14:15 Anotimpuri japoneze
15:10 Calatoria
16:05 Tragedia navetei Columbia
17:10 Molecula de baza
18:10 Calatorie cu trenul vazuta de sus
18:55 Film de calatorie
19:10 O noua perspectiva
20:00 Atelierul pentru avioane
21:00 Previziuni
21:54 Digi Portret - Radu Gologan
22:00 Megainginerii: Structuri record
22:55 Cum s-a intamplat
23:45 Poporul impotriva Ku Klux Klan
00:33 Portrete noi
00:40 Drumuri necunoscute: India
01:10 Drumuri necunoscute: India
01:40 in mintea lui Einstein
02:35 Atelierul pentru avioane
03:25 Colosseum cu Dan Snow
04:11 Filler Digipedia - Medic SUA
04:15 Omul
05:05 Secrete si spioni: un joc nuclear

Partenerii noștri

Young healthy woman lifting weights to train her muscles in health club

Bacteria din intestinul uman capabilă să îmbunătăţească forţa musculară. Descoperirea care poate schimba felul în care...

Cercetătorii au identificat în intestinul uman o bacterie care poate să îmbunătăţească forţa...