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

Duminică14.06
Luni15.06
Marți16.06
Miercuri17.06
Joi18.06
Vineri19.06
Sâmbătă20.06
06:00 Superconstructii antice
06:55 Cu trenul prin Marea Britanie
07:45 Cum au reparat asta?
08:30 Luptatorii aerului
09:15 O noua perspectiva
10:05 Secretele Irlandei
11:00 Forta naturii
11:50 Arhitectura antica
12:41 Filler Digipedia
12:45 Atelierul pentru avioane
13:33 Filler Digipedia - BLUE ZONES
13:45 Megainginerii: Structuri record
14:40 Superconstructii antice
15:40 Cu trenul prin Marea Britanie
16:30 Cum au reparat asta?
17:14 decembrie
17:20 Luptatorii aerului
18:05 O noua perspectiva
18:53 decembrie
19:00 Secretele Irlandei
19:53 decembrie
20:00 Cele mai periculoase sosele: Adrenalina
20:45 Film de calatorie
21:00 Copiii soarelui
21:54 Filler Digipedia
22:00 Austria si familia regala britanica
22:45 Film de calatorie
23:00 Eternul Pompei
23:54 decembrie
00:00 Drumul catre Auschwitz
01:05 Cum sa prinzi 100
01:40 Construim si inventam
02:35 Vase de razboi
03:20 Secretele unei gropi de gunoi
04:15 Secretele omenirii
05:10 Dunarea
06:00 Superconstructii antice
06:55 Cu trenul prin Marea Britanie
07:45 Cum au reparat asta?
08:30 Luptatorii aerului
09:15 O noua perspectiva
10:05 Secretele Irlandei
11:00 Atelierul pentru avioane
11:50 Arhitectura antica
12:45 Atelierul pentru avioane
13:45 Construim si inventam
14:40 Superconstructii antice
15:40 Cu trenul prin Marea Britanie
16:30 Cum au reparat asta?
17:20 Luptatorii aerului
18:05 O noua perspectiva
18:52 decembrie
18:56 decembrie
19:00 Israel vazut de sus
19:45 Film de calatorie
20:00 Vase de razboi
20:45 Film de calatorie
21:00 Secretele unei gropi de gunoi
22:00 Secretele omenirii
23:00 Dunarea
23:47 Digi Portret - Cristian Lascu
23:54 Digi Portret - Radu Gologan
00:00 Ukraina: inceputul Holocaustului
01:00 Atelierul pentru avioane
01:50 Construim si inventam
02:45 Vase de razboi
03:30 Prima lupta
04:15 Femei in spionaj
05:10 Dunarea
06:00 Superconstructii antice
06:55 Cu trenul prin Marea Britanie
07:45 Cum au reparat asta?
08:30 Luptatorii aerului
09:15 O noua perspectiva
10:05 Israel vazut de sus
10:50 Atelierul pentru avioane
11:40 Arhitectura antica
12:32 Digiportret - Mihail Cosuletu
12:45 Atelierul pentru avioane
13:45 Construim si inventam
14:40 Energia
15:40 Cu trenul prin Marea Britanie
16:30 Cum au reparat asta?
17:20 Luptatorii aerului
18:05 O noua perspectiva
19:00 Israel vazut de sus
19:49 Digi portret - Dan Perjovschi
20:00 Vase de razboi
20:45 Film de calatorie
21:00 Prima lupta
21:45 Film de calatorie
22:00 Femei in spionaj
22:53 Digi Portret - Razvan Penescu
23:00 Dunarea
23:47 Film de calatorie
00:45 Film de calatorie
01:00 Atelierul pentru avioane
01:50 Construim si inventam
02:45 Vase de razboi
03:30 Prima lupta
04:15 Secretele omenirii
05:10 Dunarea
06:00 Energia
07:00 Cu trenul prin Marea Britanie
07:50 Cum au reparat asta?
08:35 Luptatorii aerului
09:20 O noua perspectiva
10:10 Israel vazut de sus
11:00 150 de ani de Met
11:50 Arhitectura antica
12:45 Atelierul pentru avioane
13:34 Digi Portret - Mihaela Glavan
13:45 Construim si inventam
14:40 Energia
15:40 Supermasini
16:30 Atlantida: orasul pierdut
17:13 Digi Portret - Ionut Budisteanu
17:20 Luptatorii aerului
18:05 O noua perspectiva
18:52 Portrete noi
19:00 Israel vazut de sus
20:00 Vase de razboi
20:45 Film de calatorie
21:00 Prima lupta
21:45 Film de calatorie
22:00 Secretele omenirii
23:00 Dunarea
23:55 Vietile scandaloase ale regilor Angliei
00:00 Ce stim despre SS
00:55 Cum sa prinzi 100
01:21 Filler Digipedia - APICULTURA vs MEDIU
01:25 Film de calatorie
01:40 Materiale uimitoare
02:35 Vase de razboi
03:20 Picturi celebre
04:15 Femei in spionaj
05:10 Dunarea
06:00 Energia
07:00 Supermasini
07:45 Atlantida: orasul pierdut
08:30 Luptatorii aerului
09:15 O noua perspectiva
10:05 Israel vazut de sus
10:55 Testul poligraf
11:50 Arhitectura antica
12:45 Atelierul pentru avioane
13:45 Materiale uimitoare
14:40 Energia
15:40 Supermasini
16:30 Atlantida: orasul pierdut
17:20 Luptatorii aerului
18:05 O noua perspectiva
18:52 Portrete noi
19:00 Drumul matasii
19:53 Portrete noi
20:00 Vase de razboi
20:45 Film de calatorie
21:00 Picturi celebre
21:55 Filler Digipedia - APICULTURA vs MEDIU
22:00 Femei in spionaj
22:53 Portrete noi
23:00 Dunarea
23:48 Portrete noi
23:56 Filler Digipedia - APICULTURA vs MEDIU
00:45 Cum sa prinzi 100
01:10 Odiseea mea greceasca
02:00 Materiale uimitoare
02:55 Vase de razboi
03:40 Film de calatorie
03:55 Film de calatorie
04:15 Anne Boleyn: inchisa judecata executata
05:05 Mituri si mistere
06:00 Energia
07:00 Supermasini
07:45 Atlantida: orasul pierdut
08:35 Luptatorii aerului
09:20 O noua perspectiva
10:10 Drumul matasii
11:05 Atelierul pentru avioane
11:55 150 de ani de Met
12:45 Odiseea mea greceasca
13:32 Filler Digipedia - APICULTURA vs MEDIU
13:38 Filler Digipedia - APICULTURA vs MEDIU
13:45 Materiale uimitoare
14:40 Energia
15:40 Supermasini
16:30 Atlantida: orasul pierdut
17:20 Luptatorii aerului
18:05 Navigand prin lume
19:00 Drumul matasii
19:53 Digi Portret - Razvan Suma
20:00 Jurnalul de Stiinte
20:10 Vase de razboi
21:00 DIGIPEDIA
21:30 Film de calatorie
21:45 Film de calatorie
22:00 Anne Boleyn: inchisa judecata executata
23:00 Mituri si mistere
23:55 Vietile scandaloase ale regilor Angliei
00:45 Odiseea mea greceasca
01:35 Materiale uimitoare
02:30 Vase de razboi
03:15 Arome din Africa de Sud
04:10 Secretele omenirii
05:05 Mituri si mistere
06:00 Energia
07:00 Supermasini
07:45 Atlantida: orasul pierdut
08:35 Luptatorii aerului
09:20 Navigand prin lume
10:15 Drumul matasii
11:10 DIGIPEDIA
11:40 Jurnalul de Stiinte
11:55 150 de ani de Met
12:45 Odiseea mea greceasca
13:45 Materiale uimitoare
14:40 Energia
15:40 Supermasini
16:30 Mongolia lui Ginghis Han
17:20 Cum s-au construit
18:05 Navigand prin lume
19:00 Drumul matasii
19:53 Digi portret: ANDREEA BORTUN
20:00 Vase de razboi
20:45 Film de calatorie
21:00 Arome din Africa de Sud
21:53 Digi Portret - Stefan Caltia
22:00 Secretele omenirii
22:54 Digi Portret - Catalin Cirstoveanu
23:00 Mituri si mistere
23:55 Vietile scandaloase ale regilor Angliei
00:50 Odiseea mea greceasca
01:40 Despre boomul tehnologic al Chinei
02:35 Vase de razboi
03:20 Copiii soarelui
04:15 Austria si familia regala britanica
05:05 Mituri si mistere

Partenerii noștri

Marea Piramidă din Giza

Misterul care a sfidat istoria timp de 4.500 de ani ar putea fi rezolvat. Cercetătorii cred că au aflat cum au fost...

Timp de sute de ani, una dintre cele mai mari enigme ale lumii antice a fost modul în care...