Ipoteză nouă în fizică: Găurile negre ar putea fi altceva decât se credea inițial

Deep space star field with black hole.
FOTO: Getty Images

Doi fizicieni de la University of Hawaii din Manoa au lansat recent ipoteza că găurile negre ar putea să nu fie găurile negre descrise de manualele de fizică ci nişte obiecte cosmice bizare pline cu energie întunecată - misterioasa forţă despre care credem că guvernează extinderea accelerată a Universului - conform unui material publicat miercuri de Live Science.

Conform majorităţii covârşitoare a fizicienilor, găurile negre sunt nişte monştri gravitaţionali, locuri din spaţiu unde aglomerarea de materie este atât de mare într-un spaţiu atât de mic, încât gravitaţia generată absoarbe totul în jur, inclusiv lumina (de unde şi denumirea de gaură neagră). Dacă ne-am lansa spre interiorul unei găuri negre (ceva ce nu este recomandat, desigur) ar trebui, conform fizicii, să ajungem într-un loc deopotrivă infinit de mic şi infinit de dens, denumit singularitate, înconjurat de orizontul evenimentului, acea frontieră care odată depăşită face imposibilă ieşirea din gaura neagră, chiar şi pentru fotoni, potrivit Agerpres.

"Dacă găurile negre sunt de fapt obiecte fără singularitate, atunci expansiunea accelerată a Universului devine o consecinţă naturală a teoriei generale a relativităţii a lui Einstein" explică Kevin Croker, astrofizician la University of Hawaii din Manoa.

Ipoteza care are potențialul de a revoluționa domeniul fizicii

Croker şi colegul său au descris noua ipoteză într-un studiu publicat la sfârşitul lunii august în revista Astrophysical Journal. Dacă cei doi au dreptate şi singularitatea din inima găurii negre poate fi înlocuită de o acumulare de energie întunecată, răspunzătoare de extinderea Universului, atunci această ipoteză are potenţialul de a revoluţiona domeniul fizicii acestor obiecte ultradense.

Cei doi oameni de ştiinţă nu şi-au propus iniţial să descopere ce se află în interiorul unei găuri negre. Croker şi Joel Weiner, profesor emerit de matematică de la aceeaşi universitate, examinau ecuaţiile lui Friedmann, versiuni simplificate derivate din ecuaţiile relativităţii generale ale lui Einstein (relativitatea descrie modul în care masa şi energia curbează continuul spaţiu-timp).

Fizicienii folosesc ecuaţiile lui Friedmann pentru a descrie expansiunea Universului pentru că acestea sunt mai simple decât corpul de ecuaţii folosit de Einstein pentru a descrie relativitatea. Cei doi au descoperit că, pentru a respecta ecuaţiile lui Friedmann, regiunile izolate şi ultradense din spaţiu, aşa cum sunt găurile negre sau stelele neutronice, ar trebui să fie descrise prin aceaşi procedură matematică valabilă şi pentru toate celelalte regiuni ale Universului. Majoritatea cosmologilor sunt de părere că în interiorul unor structuri atât de dense şi de masive precum sunt găurile negre, legile fizicii încetează să mai existe şi, implicit, raportarea la ele nu are sens.

"Am demonstrat că există doar o singură cale pentru a construi aceste ecuaţii în mod corect. Iar dacă procedăm aşa, care de altfel este singurul mod corect de a proceda (dpdv matematic n.r.), descoperim nişte lucruri extrem de interesante", a susţinut Croker pentru Live Science.

Fundamentele acestei teorii sunt bazate pe interpretarea ecuațiilor lui Friedmann

Rezultatele celor doi sugerează că toată energia întunecată necesară pentru extinderea accelerată a Universului ar putea fi conţinută exclusiv în aceste obiecte ultradense pe care le numim găuri negre. Fundamentele acestei descoperiri sunt exclusiv matematice, fiind bazate pe interpretarea ecuaţiilor lui Friedmann.

Într-o lucrare ştiinţifică transmisă la 7 septembrie publicaţiei The Astrophysical Journal pentru a fi revizuită spre publicare în sistem peer-review, cei doi au făcut o prezentare a acestor alternative la găurile negre, obiecte pe care le-au denumit GEODE (Generic Objects of Dark Energy - obiecte generice din energie întunecată). GEODE-le pot contribui la explicarea observaţiilor privind undele gravitaţionale realizate în 2016.

Conform ecuaţiilor lui Friedmann, de-a lungul timpului, aceste obiecte cosmice ultradense cresc în greutate pur şi simplu din cauza expansiunii Universului, chiar dacă în apropierea lor nu există materie pe care să o poată consuma. La fel cum lumina care călătoreşte prin spaţiul care se extinde îşi pierde din energie (efect cunoscut drept deplasare spre roşu), materia pierde din greutate pe măsură ce spaţiul se extinde. Acest efect este de obicei atât de mic încât nu poate fi observat. Însă în aşa-numitele materiale relativiste - zone ultradense, în care presiunile interioare sunt enorme - acest efect devine observabil. Energia întunecată este un material relativist, iar presiunea sa acţionează în direcţia opusă materiei barionice (obişnuite). Astfel, obiectele formate din energie întunecată (aşa cum sunt ipoteticele GEODE), devin, în timp, din ce în ce mai grele.

"Lumina este ceva mai ciudat. Din multe puncte de vedere, se comportă contraintuitiv. Oamenii nu se aşteaptă să întâlnească acest comportament şi la alte obiecte", în acest caz la GEODE, conform lui Croker.

Existenţa GEODE-lor a fost propusă din punct de vedere teoretic încă din anii '60, însă posibilitatea existenţei acestor obiecte a fost demonstrată din punct de vedere matematic abia recent.

Astfel de obiecte pot oferi o explicaţie simplă pentru evenimente cosmice precum ciocnirea dintre găurile negre. În 2016, echipele care coordonează experimentul american LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) şi echivalentul său european VIRGO, au anunţat că au obţinut primele observaţii ale unei ciocniri dintre găuri negre, însă calcularea maselor celor două găuri negre a dat rezultate neaşteptate - oamenii de ştiinţă se aşteptau ca masele să fie ori mult mai mari, ori mult mai mici decât rezultatul acestor calcule.

Spre deosebire de găurile negre, care conform lui Hawking, îşi pierd din masă de-a lungul timpului (prin emiterea radiaţiei ce-i poartă numele savantului britanic), GEODE-le cresc în masă de-a lungul timpului. Două GEODE care s-au format în perioada de tinereţe a Universului şi au intrat în coliziune, până la momentul în care au intrat în coliziune au crescut mai mari decât găurile negre obişnuite. În acel moment, masele acestor GEODE corespundeau maselor intrate în coliziunea observată de experimentele LIGO şi VIRGO. Astfel, existenţa GEODE-lor (în locul găurilor negre) ar oferi o soluţie mai simplă pentru observaţiile derulate de cele două experimente asupra undelor gravitaţionale.

Editor web: Cristina Tudor

Partenerii noștri
Confidenţialitatea ta este importantă pentru noi. Vrem să fim transparenţi și să îţi oferim posibilitatea să accepţi cookie-urile în funcţie de preferinţele tale.
De ce cookie-uri? Le utilizăm pentru a optimiza funcţionalitatea site-ului web, a îmbunătăţi experienţa de navigare, a se integra cu reţele de socializare şi a afişa reclame relevante pentru interesele tale. Prin clic pe butonul "DA, ACCEPT" accepţi utilizarea modulelor cookie. Îţi poţi totodată schimba preferinţele privind modulele cookie.
Da, accept
Modific setările
Alegerea dumneavoastră privind modulele cookie de pe acest site
Aceste cookies sunt strict necesare pentru funcţionarea site-ului și nu necesită acordul vizitatorilor site-ului, fiind activate automat.
- Afișarea secţiunilor site-ului - Reţinerea preferinţelor personale (inclusiv în ceea ce privește cookie-urile) - Reţinerea datelor de logare (cu excepţia logării printr-o platformă terţă, vezi mai jos) - Dacă este cazul, reţinerea coșului de cumpărături și reţinerea progresului unei comenzi
Companie Domeniu Politica de confidenţialitate
RCS&RDS S.A. digi24.ro Vezi politica de confidenţialitate
prv_level, civicCookieControl, m2digi24ro, stickyCookie
Google Analytics google.com Vezi politica de confidenţialitate
_ga, _gid, _gat, AMP_TOKEN, _gac_<property-id>, __utma, __utm, __utmb, __utmc, __utmz, __utmv
CXENSE cxense.com Vezi politica de confidenţialitate
cX_S, cX_P, gcks, gckp, _cX_segmentInfo, cX_T
Google IDE google.com Vezi politica de confidenţialitate
IDE
Vă rugăm să alegeţi care dintre fişierele cookie de mai jos nu doriţi să fie utilizate în ce vă priveşte.
Aceste module cookie ne permit să analizăm modul de folosire a paginii web, putând astfel să ne adaptăm necesității userului prin îmbunătățirea permanentă a website-ului nostru.
- Analiza traficului pe site: câţi vizitatori, din ce arie geografică, de pe ce terminal, cu ce browser, etc, ne vizitează - A/B testing pentru optimizarea layoutului site-ului - Analiza perioadei de timp petrecute de fiecare vizitator pe paginile noastre web - Solicitarea de feedback despre anumite părţi ale site-ului
Companie Domeniu Politica de confidenţialitate
CrazyEgg crazyegg.com Vezi politica de confidenţialitate
ce2ab, ce_login, ceac, sid, _ceir, is_returning, _CEFT, ceg.s, ceg.u, __ar_v4, __distillery, __zlcmid, __zprivacy, _ga, _gat, ki_r, ki_s, ki_t, ki_u, km_ai, km_lv, km_ni, km_uq, km_vs, kvcd, optimizelyBuckets, optimizelyEndUserId, optimizelyPendingLogEvents, optimizelySegments
CXENSE cxense.com Vezi politica de confidenţialitate
cx_profile_timeout, cx_profile_data
Aceste module cookie vă permit să vă conectaţi la reţelele de socializare preferate și să interacţionaţi cu alţi utilizatori.
- Interacţiuni social media (like & share) - Posibilitatea de a te loga în cont folosind o platformă terţă (Facebook, Google, etc) - Rularea conţinutului din platforme terţe (youtube, soundcloud, etc)
Companie Domeniu Politica de confidenţialitate
Facebook facebook.com Vezi politica de confidenţialitate
a11y, act, csm, P, presence, s, x-referer, xs, dpr, datr, fr, c_user
Youtube youtube.com Vezi politica de confidenţialitate
GED_PLAYLIST_ACTIVITY,APISID, GEUP, HSID, LOGIN_INFO, NID, PREF, SAPISID, SID, SSID, SIDCC, T9S2P.resume, VISITOR_INFO1_LIVE, YSC, dkv, s_gl, wide
Twitter twitter.com Vezi politica de confidenţialitate
_twitter_sess, auth_token, lang, twid, eu_cn, personalization_id, syndication_guest_id, tfw_exp
Aceste module cookie sunt folosite de noi și alte entităţi pentru a vă oferi publicitate relevantă intereselor dumneavoastră, atât în cadrul site-ului nostru, cât și în afara acestuia.
- Oferirea de publicitate în site adaptată concluziilor pe care le tragem despre tine în funcţie de istoricul navigării tale în site și, în unele cazuri, în funcţie de profilul pe care îl creăm despre tine. Facem acest lucru pentru a menţine site-ul profitabil, în așa fel încât să nu percepem o taxă de accesare a site-ului de la cei care îl vizitează. - Chiar dacă astfel de module cookie nu sunt utilizate, te rugăm să reţii că ţi se vor afişa reclame pe site-ul nostru, dar acestea nu vor fi adaptate intereselor tale. Aceste reclame pot să fie adaptate în funcţie de conţinutul paginii.
Companie Domeniu Politica de confidenţialitate
Google DFP google.com Vezi politica de confidenţialitate
__gads, id, NID, SID, ANID, IDE, DSID, FLC, AID, TAID, exchange_uid, uid, _ssum, test_cookie, 1P_JAR, APISID, evid_0046, evid_0046-synced
Trimite
Vezi aici politica de confidenţialitate