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

Sâmbătă02.05
Duminică03.05
Luni04.05
Marți05.05
Miercuri06.05
Joi07.05
Vineri08.05
06:00 Inginerie de varf
06:55 Dincolo de ceea ce stim
07:50 Cele mai mari orase ale lumii
08:45 O noua perspectiva
09:35 Arome din Drome
10:30 Minunile Soarelui
11:20 Jurnalul de Stiinte
11:35 DIGIPEDIA
12:00 VOCILE OPEREI
12:30 Teste in conditii extreme
13:24 Digi Portret - Justin Ionescu
13:30 Trenurile care au schimbat lumea
14:15 Film de calatorie
14:30 Inginerie de varf
15:25 Dincolo de ceea ce stim
16:30 Cele mai mari orase ale lumii
17:25 O noua perspectiva
18:15 Arome din Santorini
19:10 Minunile Soarelui
20:00 Din interiorul fabricii
21:00 Arome din Portugalia
21:53 Digi Portret - Dan Dinu
22:00 Povestiri blestemate
22:55 Secrete si spioni: un joc nuclear
23:50 Cezar nasterea unui dictator
00:45 tinutul Buzaului - Lemnul
01:30 Trenurile care au schimbat lumea
02:15 Din interiorul fabricii
03:20 Cum sa-ti ajuti creierul
04:10 Cezar
05:05 Secrete si spioni: un joc nuclear
06:00 Inginerie de varf
06:55 Dincolo de ceea ce stim
07:50 Cele mai mari orase ale lumii
08:45 O noua perspectiva
09:35 Teste in conditii extreme
10:30 Minunile Soarelui
11:20 Arome din Santorini
12:15 Film de calatorie
12:30 Mari asteptari mari riscuri
13:24 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
13:30 Trenurile care au schimbat lumea
14:15 Film de calatorie
14:30 Inginerie de varf
15:25 Dincolo de ceea ce stim
16:20 Filler Digipedia
16:24 Filler Digipedia
16:30 Cele mai mari orase ale lumii
17:25 O noua perspectiva
18:15 Arome din Antilele Mici
19:10 Lumea vulcanilor
20:00 Din interiorul fabricii
21:00 Cum sa-ti ajuti creierul
22:00 Cezar
22:55 Secrete si spioni: un joc nuclear
23:50 Cezar nasterea unui dictator
01:40 Trenurile care au schimbat lumea
02:25 Din interiorul fabricii
03:30 O plimbare prin Australia
04:20 Mistere din Biblie
05:15 De la Paris spre Roma
06:00 Inginerie de varf
06:55 Dincolo de ceea ce stim
07:50 Cele mai mari orase ale lumii
08:45 O noua perspectiva
09:35 Mari asteptari mari riscuri
10:30 Lumea vulcanilor
11:20 Arome din Antilele Mici
12:15 Film de calatorie
12:30 Viata pe Marte
13:30 Trenurile care au schimbat lumea
14:15 Film de calatorie
14:30 Inginerie de varf
15:25 Constructii gigantice
16:15 Film de calatorie
16:30 Cele mai mari orase ale lumii
17:25 O noua perspectiva
18:15 Arome din Sumatra de Vest
19:10 Lumea vulcanilor
20:00 Din interiorul fabricii
21:00 O plimbare prin Australia
22:00 Mistere din Biblie
22:55 De la Paris spre Roma
23:40 Secretele istoriei
01:30 Spioni printre prieteni
02:20 Din interiorul fabricii
03:20 Dinozaurii de pe taramul inghetat
04:15 Mistere din Biblie
05:10 De la Paris spre Roma
06:00 Inginerie de varf
06:55 Constructii gigantice
07:45 Cele mai mari orase ale lumii
08:40 O noua perspectiva
09:30 Viata pe Marte
10:25 Lumea vulcanilor
11:10 Arome din Sumatra de Vest
12:05 Cum sa prinzi 100
12:30 Cu ochii pe Univers
13:30 Ambitii arhitecturale
14:30 Inginerie de varf
15:25 Constructii gigantice
16:15 Film de calatorie
16:30 Cele mai mari orase ale lumii
17:25 O noua perspectiva
18:15 Arome din Albania
19:10 Alexander Armstrong la Palatul Buckingham
20:00 Din interiorul fabricii
21:00 Dinozaurii de pe taramul inghetat
21:52 Portrete noi
22:00 Mistere din Biblie
22:55 De la Paris spre Roma
23:45 Secretele istoriei
01:30 Frontierele luminii
02:08 Digi Portret - Alexandru Ciubotariu
02:15 Din interiorul fabricii
03:20 Dinozaurii de pe taramul inghetat
04:15 Povestiri blestemate
05:10 De la Paris spre Roma
06:00 Inginerie de varf
06:55 Constructii gigantice
07:45 Cele mai mari orase ale lumii
08:40 O noua perspectiva
09:30 Cu ochii pe Univers
10:25 Alexander Armstrong la Palatul Buckingham
11:10 Arome din Albania
12:05 Cum sa prinzi 100
12:30 O bucatica dintr-un asteroid
13:30 Ambitii arhitecturale
14:30 Inginerie de varf
15:25 Constructii gigantice
16:15 Film de calatorie
16:30 Cele mai mari orase ale lumii
17:25 O noua perspectiva
18:15 Arome din Emilia Romagna
19:10 Alexander Armstrong la Palatul Buckingham
20:00 Din interiorul fabricii
21:00 Dinozaurii de pe taramul inghetat
21:52 Digiportret - Mihail Cosuletu
22:00 Povestiri blestemate
22:55 De la Paris spre Roma
23:45 Secretele istoriei
01:25 Ambitii arhitecturale
02:25 Din interiorul fabricii
03:25 Cronicile unui imperiu
04:20 Mistere din Biblie
05:15 De la Paris spre Roma
06:00 Inginerie de varf
06:55 Constructii gigantice
07:45 Cele mai mari orase ale lumii
08:40 O noua perspectiva
09:30 O bucatica dintr-un asteroid
10:25 Alexander Armstrong la Palatul Buckingham
11:10 Arome din Emilia Romagna
12:03 Cum sa prinzi 100
12:30 Constructori din antichitate: Amazon
13:30 Ambitii arhitecturale
14:30 Minuni naturale
15:25 Constructii gigantice
16:14 Film de calatorie
16:30 Insulele
17:25 O noua perspectiva
18:15 Arome din Paris
19:10 Alexander Armstrong la Palatul Buckingham
20:00 Din interiorul fabricii
21:00 Cronicile unui imperiu
21:53 Digi Portret - Teodor Ilincai TENOR
22:00 Mistere din Biblie
22:55 De la Paris spre Roma
23:40 Secretele istoriei
01:55 Viata romanilor la Malaiesti
02:15 Ambitii arhitecturale
03:15 Trenurile de lux ale Marii Britanii
04:05 Nava spatiala Lucy: despre originile sistemului solar
05:05 Femeile din viata lui Napoleon
06:00 Minuni naturale
06:55 Constructii gigantice
07:45 Insulele
08:40 O noua perspectiva
09:30 Constructori din antichitate: Amazon
10:25 Alexander Armstrong la Palatul Buckingham
11:10 Arome din Paris
12:03 Cum sa prinzi 100
12:30 Misterele somnului
13:30 Ambitii arhitecturale
14:30 Minuni naturale
15:25 Constructii gigantice
16:14 Film de calatorie
16:30 Insulele
17:25 O noua perspectiva
18:15 Arome din sudul Australiei
19:10 Alexander Armstrong la Palatul Buckingham
20:00 Jurnalul de Stiinte
20:10 Trenurile de lux ale Marii Britanii
21:00 DIGIPEDIA
21:25 O alta Geneza
21:45 Film de calatorie
22:00 Nava spatiala Lucy: despre originile sistemului solar
23:00 Femeile din viata lui Napoleon
23:55 Secretele istoriei
02:15 Ambitii arhitecturale
03:15 Arome din Vietnam
04:10 Povestiri blestemate
05:05 1943 eliberarea insulei Corsica

Partenerii noștri

Mers pe jos/ Shutterstock

Ce se întâmplă în creierul tău dacă petreci 20 de minute afară în fiecare dimineață. Un obicei simplu care poate avea...

Un obicei simplu, care nu costă nimic, poate avea efecte surprinzătoare asupra sănătății mentale...