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

Joi18.09
Vineri19.09
Sâmbătă20.09
Duminică21.09
Luni22.09
Marți23.09
Miercuri24.09
06:00 Vacanta raw
06:25 Vacanta raw
06:50 De la Paris spre Roma
07:35 O noua perspectiva
08:25 Secretele Mediteranei
10:15 O calatorie de-a lungul mileniilor
11:15 Secretele ghetii
12:55 Cum s-au construit
13:40 Film de calatorie
13:55 Navigand prin lume
14:50 Calatoria
15:45 Luptatorii aerului
16:30 Arome din Yucatan
17:25 Vacanta raw
17:50 Vacanta raw
19:05 decembrie
19:15 O noua perspectiva
20:05 Spectaculoasa planeta albastra
21:00 Cum au reparat asta?
21:45 Film de calatorie
22:00 Cele mai periculoase sosele
22:50 Adevarul despre grasime
23:45 decembrie
23:55 Film de calatorie
00:10 Secretele ghetii
01:10 Cum s-au construit
01:55 Navigand prin lume
02:45 Construit de mana omului
03:40 Luptatorii aerului
04:25 Aromele Romaniei: Oltenia
05:15 Poporul impotriva Ku Klux Klan
06:00 Vacanta raw
06:25 Vacanta raw
07:35 O noua perspectiva
08:25 Spectaculoasa planeta albastra
09:20 Cum au reparat asta?
10:05 Adevarul despre grasime
11:00 Secretele ghetii
12:00 Ce se intampla cu datele tale pesonale
12:55 Cum s-au construit
13:40 Film de calatorie
13:55 Navigand prin lume
14:50 Construit de mana omului
15:45 Luptatorii aerului
16:30 Aromele Romaniei: Oltenia
17:19 decembrie
17:25 Vacanta raw
17:50 Vacanta raw
18:16 decembrie
19:05 decembrie
19:11 decembrie
19:15 O noua perspectiva
20:05 Spectaculoasa planeta albastra
21:00 DIGIPEDIA
21:30 Cum sa prinzi 100
22:00 O calatorie de-a lungul mileniilor
23:00 Poporul impotriva Ku Klux Klan
23:44 decembrie
23:50 decembrie
23:55 Film de calatorie
00:10 Viata romanilor la Malaiesti
00:27 Digiportret - Mihail Cosuletu
00:35 Cum s-au construit
01:20 Navigand prin lume
02:10 Construit de mana omului
03:05 Marile catedrale britanice
03:50 SUA si Holocaustul
06:00 Vacanta raw
06:25 Vacanta raw
07:35 O noua perspectiva
08:25 Spectaculoasa planeta albastra
09:20 DIGIPEDIA
09:50 Cum sa prinzi 100
10:20 O calatorie de-a lungul mileniilor
11:20 Secretele ghetii
12:48 decembrie
12:55 Cum s-au construit
13:40 Film de calatorie
13:55 Navigand prin lume
14:50 Construit de mana omului
15:45 Marile catedrale britanice
16:30 Aromele Romaniei: Muntenia
17:16 decembrie
17:25 Vacanta raw
17:50 Vacanta raw
19:05 decembrie
19:15 O noua perspectiva
20:05 Spectaculoasa planeta albastra
21:00 Atelierul pentru avioane
21:48 Digiportret - Mihail Cosuletu
22:00 SUA si Holocaustul
00:10 Secretele ghetii
01:05 Cum s-au construit
01:50 Navigand prin lume
02:45 Construit de mana omului
03:40 Marile catedrale britanice
04:25 Aromele Romaniei: Dobrogea
05:15 Poporul impotriva Ku Klux Klan
06:00 Vacanta raw
06:25 Vacanta raw
07:35 O noua perspectiva
08:25 Spectaculoasa planeta albastra
09:20 Atelierul pentru avioane
10:08 decembrie
10:15 Aromele Romaniei: Muntenia
11:05 Secretele ghetii
12:00 O noua perspectiva navala
12:55 Cum s-au construit
13:40 Film de calatorie
13:55 Navigand prin lume
14:50 Construit de mana omului
15:45 Marile catedrale britanice
16:30 Aromele Romaniei: Dobrogea
17:16 Portrete noi
17:25 Vacanta raw
17:50 Vacanta raw
19:05 decembrie
19:15 O noua perspectiva
20:05 Spectaculoasa planeta albastra
21:00 Cum au reparat asta?
21:44 Film de calatorie
22:00 in prima linie
22:30 in prima linie
23:00 Poporul impotriva Ku Klux Klan
23:43 decembrie
23:55 Film de calatorie
00:05 Secretele ghetii
01:05 Cum s-au construit
01:50 Navigand prin lume
02:45 Construit de mana omului
04:25 Aromele Romaniei: Moldova
05:15 Cele mai periculoase sosele
06:00 Vacanta raw
06:25 Vacanta raw
07:35 O noua perspectiva
08:25 Spectaculoasa planeta albastra
09:20 Cum au reparat asta?
10:05 in prima linie
10:35 in prima linie
11:05 Secretele ghetii
12:55 Cum s-au construit
13:40 Film de calatorie
13:55 Navigand prin lume
14:50 Construit de mana omului
16:30 Aromele Romaniei: Moldova
17:17 Digi Portret - Cristian Lascu
17:25 Vacanta raw
17:50 Vacanta raw
19:05 Digi portret - Dan Perjovschi
19:15 O noua perspectiva
20:05 Cei mai periculosi vulcani
21:00 Atelierul pentru avioane
21:48 Digi Portret - Razvan Penescu
22:00 Cele mai periculoase sosele
22:45 Film de calatorie
23:00 Plasticul din noi
00:10 Pe marginea prapastiei
01:00 Cum s-au construit
01:45 Navigand prin lume
02:40 Construit de mana omului
04:20 Aromele Romaniei: Transilvania Part 1
05:05 Cele 33 de obiecte de la Auschwitz
06:00 Vacanta raw
06:25 Vacanta raw
07:35 O noua perspectiva
08:25 Cei mai periculosi vulcani
09:20 Atelierul pentru avioane
10:10 Plasticul din noi
11:10 Pe marginea prapastiei
12:00 Regina soarelui
12:55 Cum s-au construit
13:40 Film de calatorie
13:55 Navigand prin lume
14:50 Construit de mana omului
16:30 Aromele Romaniei: Transilvania Part 1
17:15 Digi Portret - Radu Gologan
17:25 Calatoriile lui Darley
17:50 Calatoriile lui Darley
19:05 Digi Portret - Mihaela Glavan
19:12 Filler Digipedia Special Tg. Jiu
19:15 O noua perspectiva
20:05 Cei mai periculosi vulcani
21:00 Energia
22:00 in prima linie
22:30 in prima linie
23:00 Cele 33 de obiecte de la Auschwitz
23:55 Film de calatorie
00:41 Filler Digipedia Special Tg. Jiu 2
00:45 Cum s-au construit
01:30 VOCILE OPEREI
01:50 Navigand prin lume
02:40 Construit de mana omului
04:20 Aromele Romaniei: Transilvania Part 2
05:05 Cele 33 de obiecte de la Auschwitz
06:00 Calatoriile lui Darley
06:25 Calatoriile lui Darley
07:40 O noua perspectiva
08:30 Cei mai periculosi vulcani
09:25 Energia
10:25 in prima linie
10:55 in prima linie
11:25 Pe marginea prapastiei
12:11 Filler Digipedia Special Tg. Jiu 2
12:15 100 baloane pentru Romania
12:47 Digiportret - Mihail Cosuletu
12:55 Cum s-au construit
13:39 Film de calatorie
13:55 Navigand prin lume
14:50 Construit de mana omului
16:30 Aromele Romaniei: Transilvania Part 2
17:25 Calatoriile lui Darley
17:50 Calatoriile lui Darley
18:20 Parcuri nationale
19:08 Digi Portret - Ionut Budisteanu
19:15 O noua perspectiva
20:05 Cei mai periculosi vulcani
21:53 Portrete noi
22:00 Zborul
22:54 Digi Portret - Catalin Cirstoveanu
23:00 Cele 33 de obiecte de la Auschwitz
23:55 Pe marginea prapastiei
00:00 Film de calatorie
00:15 Pe marginea prapastiei
01:05 Cum s-au construit
01:49 Portrete noi
01:55 Navigand prin lume
02:45 Minunile naturii
04:25 Aromele Romaniei: Banat si Crisana
05:15 Cele mai periculoase sosele

Partenerii noștri

canicula

"Ucigaşul tăcut". Motivul pentru care peste 15.000 de oameni au murit în Europa în această vară

Peste 15.000 de decese ar putea fi atribuite schimbărilor climatice la sfârşitul acestei veri, în...