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

Luni09.03
Marți10.03
Miercuri11.03
Joi12.03
Vineri13.03
Sâmbătă14.03
Duminică15.03
06:00 Minuni naturale
06:55 Cele mai mari orase ale lumii
07:50 Din interiorul fabricii
08:55 Cum sa traiesti peste 100 de ani
09:50 Egiptul vazut de sus
10:45 O noua perspectiva
11:31 decembrie
11:35 Concorde: povestea nestiuta
12:25 Vacanta raw
12:50 Vacanta raw
13:15 Navigand prin lume
14:15 Minuni naturale
15:10 Cele mai mari orase ale lumii
16:01 Filler Digipedia - ONLINE VS SCOALA SAT 1
16:05 Din interiorul fabricii
17:06 Filler Digipedia - ONLINE VS SCOALA SAT 2
17:10 Genele o istorie intima
18:10 Egiptul vazut de sus
19:04 decembrie
19:10 O noua perspectiva
19:56 Gradina Botanica
20:00 Supermasini
20:45 Film de calatorie
21:00 O plimbare prin Australia
21:49 decembrie
22:00 inapoi in salbaticie
22:47 Film de calatorie
23:05 Femeile din viata lui Napoleon
00:45 Filler Digipedia - STEM VS CRISPRS 2
00:50 Film de calatorie
01:05 Vacanta raw
01:30 Navigand prin lume
02:20 Superconstructii antice
03:15 Imperiul vikingilor
04:10 Secretele istoriei
06:00 Minuni naturale
06:55 Cele mai mari orase ale lumii
07:46 Filler Digipedia - ONLINE VS SCOALA SAT 1
07:50 Din interiorul fabricii
08:51 Filler Digipedia - ONLINE VS SCOALA SAT 2
08:55 Genele o istorie intima
09:50 Egiptul vazut de sus
10:45 O noua perspectiva
11:31 Gradina Botanica
11:35 Concorde: povestea nestiuta
12:25 Vacanta raw
12:50 Vacanta raw
13:15 Navigand prin lume
14:05 decembrie
14:11 Filler Digipedia - GRADINA BOTANICA 2
14:15 Minuni naturale
15:10 Cele mai mari orase ale lumii
16:05 Din interiorul fabricii
17:10 Genele o istorie intima
18:05 Filler Digipedia - STEM VS CRISPRS 1
18:10 Africa vazuta de sus
19:04 decembrie
19:10 O noua perspectiva
20:00 Supermasini
20:45 Film de calatorie
21:00 Superconstructii antice
21:55 Filler Digipedia - STEM VS CRISPRS 2
22:00 Imperiul vikingilor
22:55 Secretele istoriei
00:45 Vacanta raw
01:10 Vacanta raw
01:35 Navigand prin lume
02:25 Marea cursa a motoarelor electrice
03:20 Apocalipsa antica
04:15 Secretele istoriei
06:00 Minuni naturale
06:55 Cele mai mari orase ale lumii
07:50 Din interiorul fabricii
08:50 Genele o istorie intima
09:45 Africa vazuta de sus
10:40 O noua perspectiva
11:30 Supermasini
12:17 Digi Portret - Cristian Lascu
12:25 Vacanta raw
12:50 Vacanta raw
13:15 Navigand prin lume
14:05 Digi Portret - Radu Gologan
14:15 Minuni naturale
15:10 Cele mai mari orase ale lumii
16:05 Din interiorul fabricii
17:10 Genele o istorie intima
18:10 Africa vazuta de sus
19:03 Digi portret - Dan Perjovschi
19:10 O noua perspectiva
19:56 Filler Digipedia - CALATORIE IN UNIVERS 1
20:00 Supermasini
20:45 Film de calatorie
21:00 Marea cursa a motoarelor electrice
21:54 Digi Portret - Catalin Cirstoveanu
22:00 Apocalipsa antica
23:00 Secretele istoriei
00:40 Vacanta raw
01:05 Vacanta raw
01:30 Navigand prin lume
02:25 Superconstructii antice
03:20 Imperiul vikingilor
04:15 Secretele istoriei
06:00 Minuni naturale
06:55 Cele mai mari orase ale lumii
07:50 Din interiorul fabricii
08:50 Genele o istorie intima
09:45 Africa vazuta de sus
10:40 O noua perspectiva
11:26 Filler Digipedia - CALATORIE IN UNIVERS 1
11:30 Supermasini
12:25 Vacanta raw
12:50 Vacanta raw
13:15 Navigand prin lume
14:15 Minuni naturale
15:10 Cele mai mari orase ale lumii
16:01 Filler Digipedia - CALATORIE IN UNIVERS 2
16:05 Din interiorul fabricii
17:10 Genele o istorie intima
18:10 Africa vazuta de sus
19:03 Digi Portret - Razvan Penescu
19:10 O noua perspectiva
20:00 Supermasini
20:45 Film de calatorie
21:00 Superconstructii antice
21:53 Digi Portret - Mihaela Glavan
22:00 Imperiul vikingilor
22:55 Secretele istoriei
00:39 Portrete noi
00:45 Vacanta raw
01:10 Cu ochii pe Univers
02:05 Atelierul pentru avioane
02:55 Film de calatorie
03:10 Film de calatorie
03:25 Megainginerii: Autostrazi
04:20 Secretele istoriei
06:00 Minuni naturale
06:55 Cele mai mari orase ale lumii
07:46 Filler Digipedia - CALATORIE IN UNIVERS 2
07:50 Din interiorul fabricii
08:50 Genele o istorie intima
09:45 Africa vazuta de sus
10:40 O noua perspectiva
11:30 Supermasini
12:25 Vacanta raw
12:50 Vacanta raw
13:15 Cu ochii pe Univers
14:09 Portrete noi
14:15 Transportul modern
15:10 Construit de mana omului
16:05 Din interiorul fabricii
17:10 Ambitii arhitecturale
18:10 Israel vazut 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: Autostrazi
23:00 Secretele istoriei
00:58 Film de calatorie
01:15 Viata pe Marte
02:10 Calatorie in adancul timpului
03:05 Megainginerii: Submarine
04:00 Secretele istoriei
06:00 Transportul modern
06:55 Construit de mana omului
07:50 Din interiorul fabricii
08:50 Ambitii arhitecturale
09:50 Israel vazut de sus
10:35 O noua perspectiva
11:25 DIGIPEDIA
11:55 Jurnalul de Stiinte
12:07 Film de calatorie
12:25 Vacanta raw
12:50 Vacanta raw
13:15 Viata pe Marte
14:15 Transportul modern
15:10 Construit de mana omului
16:05 Din interiorul fabricii
17:10 Ambitii arhitecturale
18:10 Israel vazut de sus
18:58 Portrete noi
19:04 Portrete noi
19:10 O noua perspectiva
20:00 Atelierul pentru avioane
20:48 Digi Portret - Ionut Budisteanu
21:00 Calatorie in adancul timpului
21:55 Filler Asteroizi 1
22:00 Megainginerii: Submarine
23:00 Secretele istoriei
01:25 Vacanta raw
01:50 Irlanda vazuta de sus
02:40 Apocalipsa antica
03:35 Secretele istoriei
06:00 Transportul modern
06:55 Construit de mana omului
07:50 Din interiorul fabricii
08:50 Ambitii arhitecturale
09:50 Israel vazut de sus
10:40 O noua perspectiva
11:30 Atelierul pentru avioane
12:25 Vacanta raw
12:50 Vacanta raw
13:15 O bucatica dintr-un asteroid
14:09 Digi Portret - Constantin Dumitriu
14:15 Transportul modern
15:10 Construit de mana omului
16:05 Din interiorul fabricii
17:10 Ambitii arhitecturale
18:10 Israel vazut de sus
19:00 Portrete noi
19:10 O noua perspectiva
20:00 Atelierul pentru avioane
20:48 Portrete noi
20:55 Filler Asteroizi 3
21:00 Irlanda vazuta de sus
21:48 Portrete noi
22:00 Apocalipsa antica
23:00 Secretele istoriei
00:35 Film de calatorie
00:50 Vacanta raw
01:15 Vacanta raw
01:40 Nava spatiala Lucy: despre originile sistemului solar
02:40 O plimbare prin Australia
03:30 inapoi in salbaticie
04:20 Secretele istoriei

Partenerii noștri

cuplu, relatie, indragostiti

Cât timp durează, de fapt, să te îndrăgostești? Iată ce spune știința

Unele animale pot forma legături pe viață într-o singură zi. Dar ce se întâmplă în cazul oamenilor...