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

Vineri09.01
Sâmbătă10.01
Duminică11.01
Luni12.01
Marți13.01
Miercuri14.01
Joi15.01
06:00 Vacanta raw
06:25 Vacanta raw
06:50 Cum s-au construit
08:25 Taramul legendelor
09:20 Arhitectura antica
10:15 Oamenii din Vietnamul de Nord
11:07 Digiportret - Mihail Cosuletu
11:20 George W. Bush
12:15 Film de calatorie
12:30 Vase de razboi
13:20 Ambitii arhitecturale
14:20 Din interiorul fabricii
15:25 Atelierul pentru avioane
16:15 Cu trenul prin Marea Britanie
17:15 Vacanta raw
17:40 Vacanta raw
18:05 Filler Digipedia - Medic SUA
18:10 Filler Digipedia - Medic SUA
18:15 Cum s-au construit
19:00 Film de calatorie
19:15 Supermasini
20:05 Taramul legendelor
21:00 DIGIPEDIA
21:30 Cel mai vechi ADN
22:55 Hemingway
23:50 tinutul Buzaului - Lemnul
00:33 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
00:40 Vase de razboi
01:30 Cu trenul prin Marea Britanie
02:20 Din interiorul fabricii
03:20 Atelierul pentru avioane
04:10 O mumie adevarata
05:05 Hemingway
06:00 Vacanta raw
06:25 Vacanta raw
06:50 Cum s-au construit
07:35 Supermasini
08:25 Taramul legendelor
09:20 DIGIPEDIA
09:50 Cel mai vechi ADN
11:15 Filler Digipedia - Medic SUA
11:20 George W. Bush
12:15 Film de calatorie
12:30 Vase de razboi
13:20 Secretele ghetii
14:20 Din interiorul fabricii
15:25 Atelierul pentru avioane
16:15 Cu trenul prin Marea Britanie
17:02 Digi Portret - Dan Dinu
17:08 Digi Portret - Alexandru Ciubotariu
17:15 Vacanta raw
17:40 Vacanta raw
18:15 Cum s-au construit
18:59 Film de calatorie
19:15 Supermasini
20:05 Arome din Albania
21:00 Mergand printre dinozauri
21:50 Mergand printre dinozauri: descoperiri
22:00 in cautarea adevarului
22:55 Hemingway
23:50 Cine l-a ucis pe Malcolm X?
00:33 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
00:40 Vase de razboi
01:30 Secretele ghetii
02:25 Din interiorul fabricii
03:25 Atelierul pentru avioane
04:15 Cu trenul prin Marea Britanie
06:00 Vacanta raw
06:25 Vacanta raw
06:50 Cum s-au construit
07:35 Supermasini
08:25 Arome din Albania
09:20 Mergand printre dinozauri
10:10 Mergand printre dinozauri: descoperiri
10:20 Secretele ghetii
11:20 George W. Bush
12:15 Film de calatorie
12:30 Vase de razboi
13:20 Secretele ghetii
14:20 Din interiorul fabricii
15:25 Atelierul pentru avioane
16:15 Cu trenul prin Marea Britanie
17:02 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
17:09 Digi Portret - Constantin Dumitriu
17:15 Vacanta raw
17:40 Vacanta raw
18:15 Cum au reparat asta?
19:00 Film de calatorie
19:15 Supermasini
20:05 Arome din Drome
21:00 Mergand printre dinozauri
21:50 Mergand printre dinozauri: descoperiri
22:00 Cum sa-ti ajuti creierul
22:47 Portrete noi
23:50 Cine l-a ucis pe Malcolm X?
00:35 Vase de razboi
01:25 Secretele ghetii
02:25 Din interiorul fabricii
03:25 Atelierul pentru avioane
04:15 Cu trenul prin Marea Britanie
05:05 Secrete si spioni: un joc nuclear
06:00 Vacanta raw
06:25 Vacanta raw
06:50 Cum au reparat asta?
07:35 Supermasini
08:25 Arome din Drome
09:20 Mergand printre dinozauri
10:10 Mergand printre dinozauri: descoperiri
10:20 Cum sa-ti ajuti creierul
11:10 Film de calatorie
11:25 George W. Bush
12:20 Digi Portret - Wargha Enayati
12:30 Vase de razboi
13:20 Secretele ghetii
14:20 Din interiorul fabricii
15:25 Atelierul pentru avioane
16:15 Cu trenul prin Marea Britanie
17:15 Vacanta raw
17:40 Vacanta raw
18:15 Cum au reparat asta?
18:59 Film de calatorie
19:15 Supermasini
20:05 Arome din Emilia Romagna
21:00 Ce s-a intamplat in Roanoke
21:45 Film de calatorie
22:00 Utopia anului 2050
23:00 Secrete si spioni: un joc nuclear
23:55 tinutul Buzaului - Focul
00:35 Vase de razboi
01:25 Secretele ghetii
02:20 Din interiorul fabricii
03:20 Atelierul pentru avioane
04:10 Drumul
05:05 Secrete si spioni: un joc nuclear
06:00 Vacanta raw
06:25 Vacanta raw
06:50 Cum au reparat asta?
07:35 Supermasini
08:25 Arome din Emilia Romagna
09:20 Ce s-a intamplat in Roanoke
10:10 Utopia anului 2050
11:05 Film de calatorie
11:30 Alexander Armstrong la Palatul Buckingham
12:15 Film de calatorie
12:30 Vase de razboi
13:20 Secretele ghetii
14:20 Din interiorul fabricii
15:25 Atelierul pentru avioane
16:15 Drumul
17:09 Digi Portret - Justin Ionescu
17:15 Vacanta raw
17:40 Vacanta raw
18:15 Cum au reparat asta?
19:00 Film de calatorie
19:15 Supermasini
20:05 Arome din Gabon
21:00 Arhitectura antica
21:55 Teste in conditii extreme
22:50 Secrete si spioni: un joc nuclear
23:45 Cum s-a intamplat
00:35 Vase de razboi
01:25 Secretele ghetii
02:20 Din interiorul fabricii
03:20 Atelierul pentru avioane
04:10 Drumul
05:05 Secrete si spioni: un joc nuclear
06:00 Vacanta raw
06:25 Vacanta raw
06:50 Cum au reparat asta?
07:35 Supermasini
08:25 Arome din Gabon
09:20 Arhitectura antica
10:15 Teste in conditii extreme
11:10 Film de calatorie
11:30 Alexander Armstrong la Palatul Buckingham
12:15 Film de calatorie
12:30 Vase de razboi
13:20 Secretele ghetii
14:20 Din interiorul fabricii
15:25 Atelierul pentru avioane
16:15 Drumul
17:15 Vacanta raw
17:40 Vacanta raw
18:15 Cum au reparat asta?
18:59 Film de calatorie
19:15 Supermasini
20:05 Arome din Malta
21:00 Ce s-a intamplat in Roanoke
21:46 Filler Digipedia
21:50 Regatul pierdut din neolitic
22:44 Filler Digipedia
22:50 Secrete si spioni: un joc nuclear
23:45 Cum s-a intamplat
00:35 Vase de razboi
01:25 Secretele ghetii
02:25 Din interiorul fabricii
03:25 Atelierul pentru avioane
04:15 Drumul
05:10 Alexander Armstrong in Sri Lanka
06:00 Vacanta raw
06:25 Vacanta raw
06:50 Cum au reparat asta?
07:35 Supermasini
08:25 Arome din Malta
09:20 Ce s-a intamplat in Roanoke
10:06 Filler Digipedia
10:10 Regatul pierdut din neolitic
11:05 Cum sa prinzi 100
11:30 Alexander Armstrong la Palatul Buckingham
12:15 Film de calatorie
12:30 Vase de razboi
13:20 Secretele ghetii
14:20 Din interiorul fabricii
15:25 Atelierul pentru avioane
16:15 Drumul
17:08 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
17:15 Vacanta raw
17:40 Vacanta raw
18:15 Cum au reparat asta?
18:59 Film de calatorie
19:15 Supermasini
20:05 Arome din Paris
21:00 Arhitectura antica
22:00 Dragostea doare
22:55 Alexander Armstrong in Sri Lanka
23:45 Cum s-a intamplat
00:40 Vase de razboi
01:30 O noua perspectiva navala
02:25 Din interiorul fabricii
03:25 Atelierul pentru avioane
04:15 Drumul
05:10 Alexander Armstrong in Sri Lanka

Partenerii noștri

Picture,Of,Mars,The,Red,Planet

Am putea să știm, în sfârșit, de ce planeta Marte este roșie. O nouă explicație pune sub semnul întrebării ipotezele...

De sute de ani, oamenii se întreabă de ce Marte are celebra sa culoare roșiatică. Chiar și privită...