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

Sâmbătă29.11
Duminică30.11
Luni01.12
Marți02.12
Miercuri03.12
Joi04.12
Vineri05.12
06:00 O planeta dinamica
06:55 Planeta noastra
07:50 O noua perspectiva
08:40 Drumul
09:35 DIGIPEDIA
10:10 Antarctica dezvaluita
10:35 Materiale uimitoare
11:30 150 de ani de Met
12:20 VOCILE OPEREI
12:50 Ce s-a intamplat in Roanoke
13:40 Cu trenul prin Marea Britanie
14:30 Islanda
15:25 Materiale uimitoare
16:20 Minunile naturii
17:15 O planeta dinamica
18:15 Despre Univers
19:10 O noua perspectiva
20:00 Drumul
20:53 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
21:00 Genialitatea unei vieti moderne
22:00 in cautarea adevarului
22:50 Film de calatorie
23:05 Secrete si spioni: un joc nuclear
00:40 Ce s-a intamplat in Roanoke
01:26 Filler Digipedia Specia
01:30 Cu trenul prin Marea Britanie
02:20 Un paradis in echilibru
03:15 Scena crimei: in Antichitate
04:10 Minunile naturii
05:05 Secrete si spioni: un joc nuclear
06:00 O planeta dinamica
06:55 Despre Univers
07:50 O noua perspectiva
08:40 Drumul
09:35 Genialitatea unei vieti moderne
10:30 Materiale uimitoare
11:25 150 de ani de Met
12:15 100 baloane pentru Romania
12:50 Ce s-a intamplat in Roanoke
13:36 Filler Digipedia Specia
13:40 Cu trenul prin Marea Britanie
14:30 Un paradis in echilibru
15:25 Materiale uimitoare
16:20 Minunile naturii
17:15 O planeta dinamica
18:15 Despre Univers
19:10 O noua perspectiva
20:00 Drumul
20:53 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
21:00 Lumi disparute: Nabateenii
21:53 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
22:00 Scena crimei: in Antichitate
22:53 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
23:00 Secrete si spioni: un joc nuclear
23:55 tinutul Buzaului-Piatra
00:00 Viata pe Marte
00:55 Arome din Sudan
01:50 Picturi celebre
02:45 stiinta bate fictiunea
03:10 stiinta bate fictiunea
03:35 Luptatorii aerului
04:20 Atelierul pentru avioane
05:10 Trenurile de lux ale Marii Britanii
06:00 O planeta dinamica
06:55 Despre Univers
07:50 O noua perspectiva
08:40 Drumul
09:35 Lumi disparute: Nabateenii
10:30 Materiale uimitoare
11:25 VOCILE OPEREI
12:00 Film de calatorie
12:15 Arome din Sudan
13:08 Digi portret: RAZVAN POPOVICI
13:15 Picturi celebre
14:08 decembrie
14:15 stiinta bate fictiunea
14:40 stiinta bate fictiunea
15:06 Digiportret - Mihail Cosuletu
15:15 Luptatorii aerului
16:01 Portrete noi
16:10 Atelierul pentru avioane
17:00 Trenurile de lux ale Marii Britanii
17:50 Film de calatorie
18:10 Cele mai mari orase ale lumii
19:05 Parcuri nationale
19:53 decembrie
20:35 DIGIPEDIA
21:35 Calatoriile lui Darley
22:00 Viata pe Marte
23:00 Constructori din antichitate: Amazon
00:25 Drumuri necunoscute: India
00:55 Arome din Gabon
01:50 Picturi celebre
02:45 stiinta bate fictiunea
03:10 stiinta bate fictiunea
03:35 Luptatorii aerului
04:20 Atelierul pentru avioane
05:10 Misiunea secreta a lui Hitler
06:00 Constructori din antichitate: Amazon
06:55 Cele mai mari orase ale lumii
07:50 Parcuri nationale
09:15 DIGIPEDIA
10:20 Calatoriile lui Darley
10:50 Secretele Mediteranei
12:15 Arome din Gabon
13:15 Picturi celebre
14:15 stiinta bate fictiunea
14:40 stiinta bate fictiunea
15:15 Luptatorii aerului
16:10 Atelierul pentru avioane
17:00 Trenurile de lux ale Marii Britanii
17:50 Film de calatorie
18:10 Cele mai mari orase ale lumii
19:05 Parcuri nationale
19:54 decembrie
20:00 Din interiorul fabricii
21:23 decembrie
21:30 Calatoriile lui Darley
22:00 Drumuri necunoscute: India
22:30 Drumuri necunoscute: India
23:00 Misiunea secreta a lui Hitler
00:00 Atelierul pentru avioane
00:50 Arome din Antilele Mici
01:45 Picturi celebre
02:40 stiinta bate fictiunea
03:05 stiinta bate fictiunea
03:30 Luptatorii aerului
04:15 in cautarea adevarului
05:10 Misiunea secreta a lui Hitler
06:00 Trenurile de lux ale Marii Britanii
06:50 Cele mai mari orase ale lumii
07:45 Parcuri nationale
08:35 Din interiorul fabricii
10:05 Calatoriile lui Darley
10:35 Secretele Mediteranei
11:30 Drumuri necunoscute: India
12:00 Film de calatorie
12:15 Arome din Antilele Mici
13:09 decembrie
13:15 Picturi celebre
14:08 decembrie
14:15 stiinta bate fictiunea
14:40 stiinta bate fictiunea
15:05 decembrie
15:11 decembrie
15:15 Luptatorii aerului
16:00 decembrie
16:06 decembrie
16:10 Atelierul pentru avioane
17:00 Trenurile de lux ale Marii Britanii
17:50 Film de calatorie
18:10 Cele mai mari orase ale lumii
19:05 Parcuri nationale
19:53 Digi Portret - Cristian Lascu
20:00 Din interiorul fabricii
21:24 Digi Portret - Radu Gologan
21:30 Calatoriile lui Darley
22:00 in cautarea adevarului
22:55 Misiunea secreta a lui Hitler
23:45 Film de calatorie
00:15 tinutul Buzaului - Lemnul
00:55 Arome din Yucatan
01:50 Picturi celebre
02:45 stiinta bate fictiunea
03:10 stiinta bate fictiunea
03:35 Luptatorii aerului
04:20 Atelierul pentru avioane
05:10 Misiunea secreta a lui Hitler
06:00 Trenurile de lux ale Marii Britanii
06:50 Cele mai mari orase ale lumii
07:45 Parcuri nationale
08:35 Din interiorul fabricii
09:36 decembrie
10:05 Calatoriile lui Darley
10:35 Secretele Mediteranei
11:30 tinutul Buzaului - Lemnul
12:15 Arome din Yucatan
13:08 Digi portret - Dan Perjovschi
13:15 Picturi celebre
14:08 Digi Portret - Razvan Penescu
14:15 stiinta bate fictiunea
14:40 stiinta bate fictiunea
15:05 Filler Digipedia
15:09 Filler Digipedia
15:15 Luptatorii aerului
16:10 Atelierul pentru avioane
17:00 Trenurile de lux ale Marii Britanii
17:50 Film de calatorie
18:06 Filler Digipedia - Medic SUA
18:10 Cele mai mari orase ale lumii
19:01 Filler Digipedia - Medic SUA
19:05 Parcuri nationale
19:53 Digi Portret - Mihaela Glavan
20:00 Din interiorul fabricii
21:00 Calatoriile lui Darley
21:25 Calatoriile lui Darley
21:51 Filler Digipedia - Medic SUA
21:55 Filler Digipedia - Medic SUA
22:00 Oamenii din Vietnamul de Nord
22:55 Misiunea secreta a lui Hitler
23:45 Provence 1944: Operatiunea Dragonul
00:20 tinutul Buzaului - Focul
01:00 Arome din Santorini
01:55 Picturi celebre
02:45 stiinta bate fictiunea
03:10 stiinta bate fictiunea
03:35 Luptatorii aerului
04:20 Atelierul pentru avioane
05:10 Misiunea secreta a lui Hitler
06:00 Trenurile de lux ale Marii Britanii
06:50 Cele mai mari orase ale lumii
07:41 Filler Digipedia - Medic SUA
07:45 Parcuri nationale
08:35 Din interiorul fabricii
09:36 Filler Digipedia
09:40 Calatoriile lui Darley
10:05 Calatoriile lui Darley
10:31 Filler Digipedia - Medic SUA
10:35 Oamenii din Vietnamul de Nord
11:30 tinutul Buzaului - Focul
12:07 Portrete noi
12:15 Arome din Santorini
13:08 Digi Portret - Ionut Budisteanu
13:15 Picturi celebre
14:06 Portrete noi
14:15 stiinta bate fictiunea
14:40 stiinta bate fictiunea
15:15 Luptatorii aerului
16:10 Atelierul pentru avioane
17:00 Cu trenul prin Marea Britanie
17:50 Film de calatorie
18:05 Filler Digipedia - Medic SUA
18:10 Cele mai mari orase ale lumii
19:05 Parcuri nationale
19:53 Portrete noi
20:00 Din interiorul fabricii
21:00 DIGIPEDIA
21:30 Calatoriile lui Darley
22:00 Islanda
22:54 Digi Portret - Catalin Cirstoveanu
23:00 Misiunea secreta a lui Hitler
23:50 Provence 1944: Operatiunea Dragonul
00:10 tinutul Buzaului-Piatra
00:55 Arome din Vietnamul de Sud
01:50 Picturi celebre
02:45 Cum s-au construit
03:30 Luptatorii aerului
04:15 in cautarea adevarului
05:10 Misiunea secreta a lui Hitler

Partenerii noștri

Bowl of crushed red pepper flakes with a wooden spoon on green linen fabric

O limbă artificială care măsoară iuţeala alimentelor, creată de oameni de ştiinţă. „Chili-metrul”, inspirat de un...

Oamenii de ştiinţă chinezi au creat o limbă artificială care poate spune: "Da, este iute!"...