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

Vineri06.02
Sâmbătă07.02
Duminică08.02
Luni09.02
Marți10.02
Miercuri11.02
Joi12.02
06:00 Cum s-au construit
07:30 Vacanta raw
07:55 Vacanta raw
08:20 Arome din Malta
09:15 Biografia unei legende: Churchill
10:05 Insulele
11:00 Dincolo de ceea ce stim
11:55 tinutul Buzaului-Piatra
12:40 Apocalipsa unei gauri negre
13:40 Luptatorii aerului
14:30 Cum s-au construit
16:00 Film de calatorie
16:15 Vacanta raw
16:40 Vacanta raw
17:15 Arome din Paris
18:10 Biografia unei legende: Churchill
19:05 Insulele
20:00 Inginerie de varf
20:53 Digi Portret - Alexandru Ciubotariu
21:00 DIGIPEDIA
21:30 Cel mai vechi ADN
22:55 Hemingway
23:49 Digi Portret - Alexandru Ciubotariu
00:35 Apocalipsa unei gauri negre
01:30 Luptatorii aerului
02:15 Inginerie de varf
03:10 Din interiorul fabricii
04:10 Cum apar superfurtunile
05:05 Hemingway
06:00 Cum s-au construit
07:30 Vacanta raw
07:55 Vacanta raw
08:20 Arome din Paris
09:15 Biografia unei legende: Churchill
10:05 Insulele
11:00 DIGIPEDIA
11:30 Film de calatorie
11:45 in mintea lui Einstein
12:40 Apocalipsa unei gauri negre
13:34 Digi Portret - Justin Ionescu
13:40 Luptatorii aerului
14:24 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
14:30 Cum s-au construit
16:08 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
16:15 Vacanta raw
16:40 Vacanta raw
17:15 Arome din Santorini
18:10 Biografia unei legende: Churchill
19:05 Calatoria
20:00 Inginerie de varf
20:53 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
21:00 Din interiorul fabricii
22:00 Cum apar superfurtunile
22:55 Hemingway
23:50 Cine l-a ucis pe Malcolm X?
01:30 Luptatorii aerului
02:15 Inginerie de varf
03:10 Din interiorul fabricii
04:10 Apocalipsa antica
05:05 Hemingway
06:00 Cum s-au construit
07:40 Vacanta raw
08:05 Vacanta raw
08:30 Arome din Santorini
09:25 Biografia unei legende: Churchill
10:15 Calatoria
11:10 Uriasii din padure
12:33 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
13:40 Luptatorii aerului
14:30 Cum s-au construit
16:08 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
16:15 Vacanta raw
16:40 Vacanta raw
17:06 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
17:15 Arome din Sumatra de Vest
18:10 Biografia unei legende: Churchill
18:57 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
19:05 Calatoria
20:00 Inginerie de varf
20:53 Digi portret: RAZVAN POPOVICI
21:00 Din interiorul fabricii
22:00 Apocalipsa antica
22:55 Hemingway
23:50 Cine l-a ucis pe Malcolm X?
00:10 Viata romanilor la Malaiesti
00:30 Nava spatiala Lucy: despre originile sistemului solar
01:30 Luptatorii aerului
02:15 Inginerie de varf
03:10 Citadela din Mediterana
05:05 Hemingway
06:00 Cum s-au construit
07:40 Vacanta raw
08:05 Vacanta raw
08:30 Arome din Sumatra de Vest
09:25 Biografia unei legende: Churchill
10:15 Calatoria
11:10 Vremea in Canada
12:05 Viata romanilor la Malaiesti
12:25 Film de calatorie
12:40 Nava spatiala Lucy: despre originile sistemului solar
13:40 Luptatorii aerului
14:30 Cum s-au construit
16:00 Film de calatorie
16:15 Vacanta raw
16:40 Vacanta raw
17:15 Arome din Vietnamul de Sud
18:10 Biografia unei legende: Churchill
19:05 Calatoria
20:00 Inginerie de varf
20:53 decembrie
21:00 Citadela din Mediterana
23:00 Hemingway
23:53 VOCILE OPEREI
00:33 decembrie
00:40 Cu ochii pe Univers
01:35 Luptatorii aerului
02:20 Inginerie de varf
03:15 Arhitectura antica
04:10 Femeile din viata lui Napoleon
05:05 Secrete si spioni: un joc nuclear
06:00 Cum s-au construit
07:30 Vacanta raw
07:55 Vacanta raw
08:20 Arome din Vietnamul de Sud
09:15 Biografia unei legende: Churchill
10:05 Calatoria
11:00 Vremea in Canada
11:55 tinutul Buzaului - Lemnul
12:34 decembrie
12:40 Cu ochii pe Univers
13:35 Filler Asteroizi 1
13:40 Luptatorii aerului
14:24 decembrie
14:30 Cum s-au construit
16:00 Film de calatorie
16:15 Vacanta raw
16:40 Vacanta raw
17:15 Arome din sudul Australiei
18:10 Biografia unei legende: Churchill
19:05 Calatoria
20:00 Inginerie de varf
20:53 decembrie
21:00 Arhitectura antica
21:52 Digiportret - Mihail Cosuletu
22:00 Femeile din viata lui Napoleon
22:55 Secrete si spioni: un joc nuclear
23:50 Cine l-a ucis pe Malcolm X?
00:33 decembrie
00:40 Ceea ce nu intelegem despre vreme
01:35 Luptatorii aerului
02:20 Inginerie de varf
03:15 Ce se intampla cu epava Titanic
04:10 Apocalipsa antica
05:01 decembrie
05:05 Secrete si spioni: un joc nuclear
06:00 Cum s-au construit
07:30 Vacanta raw
07:55 Vacanta raw
08:20 Arome din sudul Australiei
09:15 Biografia unei legende: Churchill
10:05 Calatoria
11:00 Vremea in Canada
11:55 tinutul Buzaului - Focul
12:32 Portrete noi
12:40 Ceea ce nu intelegem despre vreme
13:35 Filler Asteroizi 3
13:40 Luptatorii aerului
14:30 Cum au reparat asta?
16:00 Film de calatorie
16:15 Vacanta raw
16:40 Vacanta raw
17:15 Arome din Australia tropicala
18:10 Influencerii istoriei
19:05 Calatoria
20:00 Inginerie de varf
20:53 decembrie
21:00 Ce se intampla cu epava Titanic
21:54 decembrie
22:00 Apocalipsa antica
22:51 decembrie
22:55 Secrete si spioni: un joc nuclear
23:50 Cine l-a ucis pe Malcolm X?
00:25 VOCILE OPEREI
00:45 Ceea ce nu intelegem despre vreme
01:40 Minuni naturale
02:35 Arhitectura antica
03:30 Constructii victoriene in Marea Britanie
05:05 Secrete si spioni: un joc nuclear
06:00 Cum au reparat asta?
07:30 Vacanta raw
07:55 Vacanta raw
08:20 Arome din Australia tropicala
09:15 Influencerii istoriei
10:10 Calatoria
11:05 Vremea in Canada
12:00 Frontierele luminii
12:40 Ceea ce nu intelegem despre vreme
13:40 Luptatorii aerului
14:24 decembrie
14:30 Cum au reparat asta?
16:00 Film de calatorie
16:15 Drumuri necunoscute: India
16:45 Drumuri necunoscute: India
17:15 Arome din Antilele Mici
18:10 Influencerii istoriei
19:05 Calatoria
19:56 decembrie
20:00 Minuni naturale
20:54 decembrie
21:00 Arhitectura antica
21:55 Constructii victoriene in Marea Britanie
23:30 Secrete si spioni: un joc nuclear
00:45 VOCILE OPEREI
01:05 Molecula de baza
02:05 Luptatorii aerului
02:50 Minuni naturale
03:45 Antarctica dezvaluita
04:10 Mega inginerii: Canale

Partenerii noștri

Cancer,Cells,On,Scientific,Background.3d,Illustration

Aproape 40% dintre cazurile de cancer la nivel global, asociate unor cauze ce pot fi prevenite. Cei mai întâlniţi...

Aproape 40% dintre cazurile de cancer înregistrate la nivel global în 2022 au fost asociate unor...