O nouă teorie a gravitației! Ce a descoperit o echipă de fizicieni?

În astrofizică, se spune că „găurile negre nu au păr”. Asta înseamnă că, în teoria relativității generale, găurile negre sunt obiecte excepțional de simpliste. Tot ce avem nevoie pentru a descrie o gaură neagră este masa ei, sarcina electrică și viteza de rotație. Aceste trei numere arată tot ce putem ști despre găurile negre. Cu alte cuvinte, sunt „chele”, nu au informații suplimentare. Totuși, se pare că informația poate scăpa din găurile negre, potrivit unei noi teorii.

Lipsa de informații a găurilor negre este un aspect extrem de frustrant pentru astrofizicienii care încearcă cu disperare să înțeleagă cum funcționează acești giganți cosmici. Dar pentru că găurile negre sunt „chele”, nu există nicio modalitate de a afla mai multe lucruri despre ele. Din păcate, găurile negre rămân unele dintre cele mai enigme și mai misterioase obiecte din Univers.

Dar acest concept de găuri negre „fără păr” se bazează pe înțelegerea actuală a relativității generale, așa cum a fost formulată inițial de Albert Einstein. Această imagine a relativității se concentrează pe curbura spațiu-timpului. Orice entitate cu masă sau energie va îndoi spațiu-timp în jurul ei, iar această îndoire instruiește entitățile despre cum să se miște.

Două abordări prin care pot fi studiate găurile negre

Totuși, aceasta nu este singura modalitate de a construi o teorie a relativității. Există o abordare complet diferită care se concentrează, în schimb, pe „răsucirea”, mai degrabă decât pe curbura spațiu-timpului. În această abordare, orice entitate cu masă sau energie răsucește spațiu-timp în jurul ei, iar această răsucire instruiește alte obiecte cu privire la cum să se miște, scrie Live Science.

Cele două abordări, una bazată pe curbură și cealaltă bazată pe răsucire, sunt echivalente din punct de vedere matematic. Dar pentru că Einstein a dezvoltat mai întâi limbajul bazat pe curbură, acesta este mult mai utilizat la scară largă. Abordarea răsucirii, cunoscută sub numele de gravitație „teleparalelă” datorită utilizării matematice a liniilor paralele, oferă mult spațiu pentru perspective teoretice interesante care nu sunt evidente în abordarea curburii.

De exemplu, o echipă de fizicieni teoreticieni a explorat recent modul în care gravitația teleparalelă ar putea rezolva problema „părului” unei găuri negre. Cercetătorii și-au detaliat munca într-o lucrare publicată în baza de date de preprint arXiv. (Cercetarea nu a fost încă evaluată de colegi.)

De ce informația poate scăpa din găurile negre?

Echipa a examinat potențialele extensii ale relativității generale folosind ceea ce se numește un câmp scalar, adică un obiect cuantic care locuiește în tot spațiul și timpul. Un exemplu faimos de câmp scalar este bosonul Higgs, care le dă masă multor particule. Pot exista câmpuri scalare suplimentare care locuiesc în Univers și modifică subtil modul în care funcționează gravitația, iar fizicienii au folosit de mult timp aceste câmpuri scalare în încercarea de a explica natura misterelor cosmice, cum ar fi materia întunecată și energia întunecată.

În relativitatea generală bazată pe curbură obișnuită, există un număr limitat de moduri de a adăuga câmpuri scalare. Dar în gravitația teleparalelă, există mult mai multe opțiuni. Această echipă a descoperit o modalitate de a adăuga câmpuri scalare la relativitatea generală folosind cadrul teleparalel. Apoi, a folosit această abordare pentru a investiga dacă aceste câmpuri scalare, care altfel ar fi invizibile, ar putea apărea în apropierea găurilor negre.

Rezultatul final: Câmpurile scalare adăugate relativității generale, atunci când sunt explorate prin perspectiva teleparalelă, le-au dat găurilor negre puțin „păr”.

„Părul” în acest caz este prezența unui câmp scalar puternic în apropierea orizontului de evenimente al unei găuri negre. În mod esențial, acest câmp scalar conține în interiorul său informații despre gaura neagră, ceea ce le-ar permite oamenilor de știință să înțeleagă mai multe lucruri despre găurile negre fără a fi nevoie să intre în ele.

Acum că cercetătorii au identificat faptul că informația poate scăpa din găurile negre, pe viitor trebuie să lucreze la consecințele observaționale ale acestor rezultate. De exemplu, observațiile viitoare ale undelor gravitaționale ar putea dezvălui semnături subtile ale acestor câmpuri scalare în ciocnirile găurilor negre.

Vă recomandăm să citiți și:

Cercetătorii ar fi găsit viață pe Marte în urmă cu 50 de ani și apoi ar fi distrus-o

A fost descoperită cea mai magnetică stea masivă de până acum

Un singur gram din cea mai scumpă substanță de pe Pământ costă 62,5 trilioane de dolari

Anunț neașteptat de la astronomi! Norii lui Neptun au dispărut fără urmă