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

Luni27.07
Marți28.07
Miercuri29.07
Joi30.07
Vineri31.07
Sâmbătă01.08
Duminică02.08
06:00 Superconstructii antice
06:55 Navigand prin lume
07:50 Supermasini
08:35 Calatorie cu trenul vazuta de sus
09:20 Cum s-au construit
10:05 Imagini de ansamblu
10:55 Mergand printre dinozauri
11:45 Mergand printre dinozauri: descoperiri
11:55 Cum sa prinzi 100
12:20 Minunile pamantului
13:15 impartim planeta!
14:10 Superconstructii antice
15:05 Film de calatorie
15:20 Navigand prin lume
16:15 Supermasini
17:10 Calatorie cu trenul vazuta de sus
18:00 Cum s-au construit
18:45 Film de calatorie
19:00 Imagini de ansamblu
20:00 Scandinavia cu Simon Reeve
21:00 Lupta impotriva cancerului
22:00 Osama Bin Laden
23:00 Moartea unui dictator
00:00 Razboiul japonezilor
00:55 VOCILE OPEREI
01:24 Digi Portret - Constantin Dumitriu
01:30 Vremea in Canada
02:25 Minunile pamantului
03:20 Revolutia A.I.
04:15 Cea mai rea vreme
05:05 Moartea unui dictator
06:00 Superconstructii antice
06:55 Navigand prin lume
07:50 Supermasini
08:35 Calatorie cu trenul vazuta de sus
09:20 Cum s-au construit
10:05 Imagini de ansamblu
10:55 Scandinavia cu Simon Reeve
11:55 Cum sa prinzi 100
12:20 Minunile pamantului
13:15 Vremea in Canada
14:10 Superconstructii antice
15:05 Film de calatorie
15:20 Navigand prin lume
16:15 Supermasini
17:01 Digiportret - Mihail Cosuletu
17:10 Calatorie cu trenul vazuta de sus
18:00 Cum s-au construit
18:45 Film de calatorie
19:00 Imagini de ansamblu
19:47 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
19:54 Digi Portret - Constantin Dumitriu
20:00 Scandinavia cu Simon Reeve
21:00 Revolutia A.I.
22:00 Cea mai rea vreme
22:48 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
23:00 Moartea unui dictator
23:54 Digi Portret - Constantin Dumitriu
00:00 inapoi in salbaticie
00:47 100 baloane pentru Romania
01:20 Vremea in Canada
02:15 Materiale uimitoare
03:10 Islanda
04:05 Despre boomul tehnologic al Chinei
05:00 Moartea unui dictator
06:00 Superconstructii antice
06:55 Navigand prin lume
07:45 Supermasini
08:30 Calatorie cu trenul vazuta de sus
09:15 Cum s-au construit
10:00 Imagini de ansamblu
10:50 Scandinavia cu Simon Reeve
11:50 Cum sa prinzi 100
12:20 Materiale uimitoare
13:15 Vremea in Canada
14:10 Construim si inventam
15:05 Film de calatorie
15:20 Navigand prin lume
16:15 Batalia Atlanticului
17:10 Calatorie cu trenul vazuta de sus
17:55 Filler Digipedia - STEM VS CRISPRS 1
18:00 Cum s-au construit
18:45 Film de calatorie
19:00 Imagini de ansamblu
19:47 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
19:54 Digi Portret - Wargha Enayati
20:00 Scandinavia cu Simon Reeve
21:00 Islanda
21:53 Digi Portret - Justin Ionescu
22:00 Despre boomul tehnologic al Chinei
22:54 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
23:00 Moartea unui dictator
00:00 inapoi in salbaticie
00:47 VOCILE OPEREI
00:59 Film de calatorie
01:15 Vremea in Canada
02:10 Materiale uimitoare
03:05 Mari pictori ai lumii
04:00 Istoria latino a Americii
04:57 Gradina Botanica
05:00 Moartea unui dictator
06:00 Construim si inventam
06:55 Navigand prin lume
07:45 Batalia Atlanticului
08:35 Calatorie cu trenul vazuta de sus
09:20 Cum s-au construit
10:05 Imagini de ansamblu
10:55 Scandinavia cu Simon Reeve
11:55 Viata romanilor la Malaiesti
12:13 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
12:20 Materiale uimitoare
13:15 Vremea in Canada
14:10 Construim si inventam
15:05 Film de calatorie
15:20 Navigand prin lume
16:11 Filler Digipedia - ONLINE VS SCOALA SAT 1
16:15 Batalia Atlanticului
17:01 Filler Digipedia - EVOLUTIA UNIVERSULUI 1
17:05 Filler Digipedia - EVOLUTIA UNIVERSULUI 2
17:10 Colosseum cu Dan Snow
17:56 Filler Digipedia - ONLINE VS SCOALA SAT 2
18:00 Marile catedrale britanice
18:45 Film de calatorie
19:00 Imagini de ansamblu
19:46 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
19:53 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
20:00 Simon Reeve se intoarce in Cornwall
21:00 Mari pictori ai lumii
21:52 Portrete noi
22:00 Istoria latino a Americii
22:56 Gradina Botanica
23:00 Moartea unui dictator
00:00 inapoi in salbaticie
00:50 Egregora aventura continua
01:12 Film de calatorie
01:30 Vremea in Canada
02:25 Materiale uimitoare
03:20 Omul
04:10 De la zero la infinit
05:05 Moartea unui dictator
06:00 Construim si inventam
06:55 Navigand prin lume
07:47 Filler Digipedia - ONLINE VS SCOALA SAT 1
07:50 Batalia Atlanticului
08:36 Filler Digipedia - EVOLUTIA UNIVERSULUI 1
08:40 Colosseum cu Dan Snow
09:26 Filler Digipedia - ONLINE VS SCOALA SAT 2
09:30 Marile catedrale britanice
10:15 Imagini de ansamblu
11:05 Simon Reeve se intoarce in Cornwall
12:05 Film de calatorie
12:20 Materiale uimitoare
13:15 Vremea in Canada
14:10 Construim si inventam
15:05 Film de calatorie
15:20 Amerigo Vespucci
16:11 Filler Digipedia - GRADINA BOTANICA 2
16:15 Batalia Atlanticului
17:10 Colosseum cu Dan Snow
17:56 Filler Digipedia - CALATORIE IN UNIVERS 1
18:00 Marile catedrale britanice
18:45 Film de calatorie
19:00 Cum sa-ti ajuti creierul
19:46 Digi portret: RAZVAN POPOVICI
19:53 decembrie
20:00 Jurnalul de Stiinte
20:10 Omul
21:00 DIGIPEDIA
21:30 ZONA DE RISC.BIOCOD
22:00 De la zero la infinit
22:54 decembrie
23:00 Moartea unui dictator
23:53 decembrie
00:25 Megainginerii: Canale
01:20 Energia
02:20 Planetele
03:20 Sistemul Solar
04:15 Marea eclipsa din America
05:10 Misterul din Pompei
06:00 Construim si inventam
06:55 Amerigo Vespucci
07:46 Filler Digipedia - GRADINA BOTANICA 2
07:50 Batalia Atlanticului
08:40 Colosseum cu Dan Snow
09:26 Filler Digipedia - CALATORIE IN UNIVERS 1
09:30 Marile catedrale britanice
10:15 Cum sa-ti ajuti creierul
11:00 DIGIPEDIA
11:30 ZONA DE RISC.BIOCOD
12:00 Jurnalul de Stiinte
12:20 Megainginerii: Canale
13:15 Energia
14:15 Vase de razboi
15:00 Filler Digipedia - STEM VS CRISPRS 2
15:05 O noua perspectiva
16:00 Luptatorii aerului
16:45 Film de calatorie
17:00 Cum au reparat asta?
17:45 Film de calatorie
18:00 Arhitectura antica
18:51 decembrie
19:00 Catre Saturn fara intoarcere!
19:55 Filler Digipedia - CALATORIE IN UNIVERS 2
20:00 Planetele
21:00 Sistemul Solar
21:54 decembrie
22:00 Marea eclipsa din America
22:54 decembrie
23:00 Misterul din Pompei
23:48
00:14
00:50 Energia
01:50 Planetele
02:50 Avioane invizibile
03:45 in adancuri
05:06 decembrie
05:10 Misterul din Pompei
06:00 Vase de razboi
06:45 O noua perspectiva
07:35 Luptatorii aerului
08:20 Cum au reparat asta?
09:05 Arhitectura antica
10:00 Catre Saturn fara intoarcere!
10:55 Uriasii din padure
12:20 Megainginerii: Poduri
13:15 Energia
14:15 Vase de razboi
15:05 O noua perspectiva
16:00 Luptatorii aerului
16:45 Film de calatorie
17:00 Cum au reparat asta?
17:45 Film de calatorie
18:00 Arhitectura antica
18:51 decembrie
18:57 Digipedia - China
19:00 Arome din Portugalia
19:53 decembrie
20:00 Planetele
21:00 Avioane invizibile
22:00 in adancuri
23:21 decembrie
23:25 Misterul din Pompei
00:55 VOCILE OPEREI
01:25 Energia
02:25 Cele mai periculoase sosele
03:10 1975: inceputul cosmarului
04:05 Benjamin Franklin

Partenerii noștri

insomnie

Somnul insuficient poate duce la creștere în greutate mai rapid decât ai crede. Ce au descoperit cercetătorii

Persoanele care dorm în mod constant mai puțin decât au nevoie ar putea observa mai repede decât se...