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

Luni07.09
Marți08.09
Miercuri09.09
Joi10.09
Vineri11.09
Sâmbătă12.09
Duminică13.09
06:00 Navigand prin lume
06:50 Megainginerii: Poduri record
07:45 Arhitectura antica
08:40 O noua perspectiva
09:30 Luptatorii aerului
10:15 Cum s-au construit
11:00 O plimbare prin Australia
11:50 Vacanta raw
12:15 Film de calatorie
12:30 Lumea vazuta de sus
12:55 Lumea vazuta de sus
13:30 Vase de razboi
14:20 Navigand prin lume
15:15 Megainginerii: Diguri record
16:10 Arhitectura antica
17:02 Filler DIGIPEDIA SOS
17:10 O noua perspectiva
18:00 Luptatorii aerului
18:45 Film de calatorie
19:00 Cum s-au construit
19:45 Film de calatorie
20:00 Pompeii: viata intr-un oras roman
20:45 Film de calatorie
21:00 Irlanda vazuta de sus
22:00 Primii parizieni
22:53 Digi portret - Dan Perjovschi
23:00 Lucy Worsley investigheaza
00:48 Digi Portret - Razvan Penescu
00:55 Lumea vazuta de sus
01:20 Lumea vazuta de sus
01:45 Vase de razboi
02:30 Cronicile unui imperiu
03:25 Irlanda vazuta de sus
04:15 Cea mai rea vreme
05:05 Lucy Worsley investigheaza
06:00 Navigand prin lume
06:55 Megainginerii: Diguri record
07:50 Arhitectura antica
08:45 O noua perspectiva
09:35 Luptatorii aerului
10:20 Cum s-au construit
11:05 O plimbare prin Australia
11:55 Vacanta raw
12:30 Lumea vazuta de sus
12:55 Lumea vazuta de sus
13:19 Filler DIGIPEDIA SOS
13:25 Filler DIGIPEDIA SOS 2
13:30 Vase de razboi
14:20 Navigand prin lume
15:15 Megainginerii: Avioane de lupta
16:10 Arhitectura antica
17:10 O noua perspectiva
18:00 Luptatorii aerului
18:45 Film de calatorie
19:00 Cum s-au construit
19:45 Film de calatorie
20:00 Cronicile unui imperiu
20:53 Digi Portret - Razvan Penescu
21:00 Irlanda vazuta de sus
21:48 Filler DIGIPEDIA SOS 2
22:00 Cea mai rea vreme
23:00 Lucy Worsley investigheaza
23:55 Om versus animal
00:50 Lumea vazuta de sus
01:15 Lumea vazuta de sus
01:40 Vase de razboi
02:26 Filler Digipedia - ONLINE VS SCOALA SAT 2
02:30 Cronicile unui imperiu
03:25 Irlanda vazuta de sus
04:15 Pe urmele lui Marco Polo
05:05 Lucy Worsley investigheaza
06:00 Navigand prin lume
06:55 Megainginerii: Avioane de lupta
07:50 Arhitectura antica
08:45 O noua perspectiva
09:35 Luptatorii aerului
10:20 Cum s-au construit
11:05 O plimbare prin Australia
11:55 Antarctica dezvaluita
12:30 Lumea vazuta de sus
12:55 Lumea vazuta de sus
13:30 Vase de razboi
14:16 Filler Digipedia - ONLINE VS SCOALA SAT 1
14:20 Navigand prin lume
15:11 Filler Digipedia - ONLINE VS SCOALA SAT 2
15:15 Megainginerii: Autostrazi
16:10 Arhitectura antica
17:10 O noua perspectiva
18:00 Luptatorii aerului
18:45 Film de calatorie
19:00 Cum s-au construit
19:45 Film de calatorie
20:00 Cronicile unui imperiu
20:53 Digi Portret - Mihaela Glavan
21:00 Irlanda vazuta de sus
21:53 Filler DIGIPEDIA SOS 4
22:00 Pe urmele lui Marco Polo
23:00 Lucy Worsley investigheaza
23:55 Om versus animal
00:10 Antarctica dezvaluita
00:40 Lumea vazuta de sus
01:05 Lumea vazuta de sus
01:30 Vase de razboi
02:16 Filler Digipedia - EVOLUTIA UNIVERSULUI 1
02:20 Apocalipsa antica
03:11 Filler Digipedia - EVOLUTIA UNIVERSULUI 1
03:15 Planetele
04:15 Pe urmele lui Marco Polo
05:05 Lucy Worsley investigheaza
06:00 Navigand prin lume
06:51 Filler Digipedia - ONLINE VS SCOALA SAT 2
06:55 Megainginerii: Autostrazi
07:50 Arhitectura antica
08:45 O noua perspectiva
09:35 Luptatorii aerului
10:20 Cum s-au construit
11:05 O plimbare prin Australia
11:55 Antarctica dezvaluita
12:23 Digi Portret - Ionut Budisteanu
12:30 Lumea vazuta de sus
12:55 Lumea vazuta de sus
13:30 Vase de razboi
14:16 Filler Digipedia - EVOLUTIA UNIVERSULUI 1
14:20 Navigand prin lume
15:10 Filler Digipedia - EVOLUTIA UNIVERSULUI 2
15:15 Megainginerii: Submarine
16:10 Arhitectura antica
17:02 Portrete noi
17:10 O noua perspectiva
18:00 Luptatorii aerului
18:45 Film de calatorie
19:00 Cum s-au construit
19:45 Film de calatorie
20:00 Apocalipsa antica
20:52 Portrete noi
21:00 Planetele
22:00 Pe urmele lui Marco Polo
23:00 Lucy Worsley investigheaza
23:55 Film de calatorie
00:45 VOCILE OPEREI
01:05 Antarctica dezvaluita
01:30 stiinta bate fictiunea
01:55 stiinta bate fictiunea
02:20 Vase de razboi
03:06 Gradina Botanica
03:10 Italia vazuta de sus
03:55 Martori ai istoriei
05:30 Provence 1944: Operatiunea Dragonul
06:00 Navigand prin lume
06:50 Megainginerii: Submarine
07:45 Arhitectura antica
08:36 Filler Digipedia - EVOLUTIA UNIVERSULUI 2
08:40 O noua perspectiva
09:30 Luptatorii aerului
10:15 Cum s-au construit
11:00 O plimbare prin Australia
11:50 Antarctica dezvaluita
12:15 Film de calatorie
12:30 stiinta bate fictiunea
12:55 stiinta bate fictiunea
13:20 Filler Digipedia - STEM VS CRISPRS 1
13:25 Filler Digipedia - STEM VS CRISPRS 2
13:30 Vase de razboi
14:16 Gradina Botanica
14:20 Navigand prin lume
15:10 Filler Digipedia - GRADINA BOTANICA 2
15:15 Megainginerii: Structuri record
16:10 Arhitectura antica
17:02 Digiportret - Mihail Cosuletu
17:10 O noua perspectiva
18:00 Luptatorii aerului
18:45 Film de calatorie
19:00 Cum au reparat asta?
19:45 Film de calatorie
20:00 Jurnalul de Stiinte
20:11 Filler Digipedia - CALATORIE IN UNIVERS 1
20:15 Italia vazuta de sus
21:00 DIGIPEDIA
21:30 Martori ai istoriei
23:05 Provence 1944: Operatiunea Dragonul
23:35 Film de calatorie
23:50 Renasterea in arta
00:40 stiinta bate fictiunea
01:05 stiinta bate fictiunea
01:30 Vase de razboi
02:20 Apocalipsa antica
03:15 Planetele
04:15 Dincolo de Pamant: satelitii naturali
05:10 Vietile scandaloase ale regilor Angliei
06:00 Navigand prin lume
06:50 Megainginerii: Structuri record
07:45 Arhitectura antica
08:40 O noua perspectiva
09:30 Luptatorii aerului
10:15 Cum au reparat asta?
11:00 DIGIPEDIA
11:30 Jurnalul de Stiinte
11:43 Masinile de pompieri
12:30 stiinta bate fictiunea
12:55 stiinta bate fictiunea
13:20 Filler DIGIPEDIA SOS 4
13:26 Filler Digipedia - CALATORIE IN UNIVERS 2
13:30 Vase de razboi
14:20 Navigand prin lume
15:15 Megainginerii: Structuri record
16:10 Arhitectura antica
17:10 O noua perspectiva
18:00 Luptatorii aerului
18:45 Film de calatorie
19:00 Cum au reparat asta?
19:45 Film de calatorie
20:00 Apocalipsa antica
21:00 Planetele
22:00 Dincolo de Pamant: satelitii naturali
22:54 Filler DIGIPEDIA SOS 5
23:00 Vietile scandaloase ale regilor Angliei
23:50 Renasterea in arta
00:45 stiinta bate fictiunea
01:10 stiinta bate fictiunea
01:35 Vase de razboi
02:25 Apocalipsa antica
03:20 1944: Portul artificial
04:15 Genii militare
05:10 Vietile scandaloase ale regilor Angliei
06:00 Navigand prin lume
06:55 Megainginerii: Structuri record
07:50 Arhitectura antica
08:45 O noua perspectiva
09:35 Luptatorii aerului
10:20 Cum au reparat asta?
11:05 O plimbare prin Australia
11:55 VOCILE OPEREI
12:30 stiinta bate fictiunea
12:55 stiinta bate fictiunea
13:30 Vase de razboi
14:20 Egiptul vazut de sus
15:15 Megainginerii: Structuri record
16:10 Arhitectura antica
17:10 O noua perspectiva
18:00 Luptatorii aerului
18:45 Film de calatorie
19:00 Cum au reparat asta?
19:45 Film de calatorie
20:00 Apocalipsa antica
21:00 1944: Portul artificial
22:00 Genii militare
22:53 Portrete noi
23:00 Vietile scandaloase ale regilor Angliei
23:50 Renasterea in arta
00:00 Zone de conflict
00:54 Digi Portret - Catalin Cirstoveanu
01:00 stiinta bate fictiunea
01:25 stiinta bate fictiunea
01:50 Vase de razboi
02:40 Pompeii: viata intr-un oras roman
03:25 Picturi celebre
04:20 Mari constructii in Franta
05:15 Poporul impotriva Ku Klux Klan

Partenerii noștri

epoca de piatra, descoperire arheologica

Ce găteau, de fapt, oamenii din Epoca de Piatră? Descoperirile sunt surprinzătoare

Vânătorii-culegători din Europa preistorică aveau obiceiuri culinare mult mai sofisticate decât se...