Trei cercetători europeni cred că au descoperit cum am putea observa radiația Hawking

Nimic nu durează o veșnicie, nici măcar găurile negre. De-a lungul unor perioade de timp extrem de lungi, acestea se evaporă, la fel ca alte obiecte mari din Univers. Acest fenomen este cauzat de Radiația Hawking (HR), numită după Stephen Hawking, care a dezvoltat această idee în anii ’70.

Problema este că Radiația Hawking nu a fost observată niciodată în mod fiabil. Trei cercetători europeni cred că au găsit o modalitate de a observa această radiație.

Lucrarea lor este disponibilă pe serverul de preprinturi arXiv.

Fuziunile găurilor negre au fost prezise de mult timp, dar niciodată observate. Teoria arăta că aceste fuziuni ar trebui să elibereze unde gravitaționale puternice. În cele din urmă, în 2015, observatorul LIGO a detectat prima fuziune. De atunci și până acum, oamenii de știință au detectat multe astfel de evenimente.

Cum am putea detecta Radiația Hawking?

În scurta lor scrisoare de cercetare, cercetătorii spun că aceste fuziuni sunt o fereastră către HR. Când găurile negre se contopesc, ele pot crea așa-numitele „firimituri” de găuri negre, de dimensiunea unor asteroizi, care sunt ejectate în spațiu. Dimensiunea lor mică ar trebui să facă Radiația Hawking detectabilă.

Radiația emisă de aceste găuri negre mici produce raze gamma cu o „amprentă” particulară de fotoni de energie înaltă.

„În această scrisoare, explorăm consecințele observaționale ale producției unui număr mare de firimituri de găuri negre mici în timpul unui eveniment catastrofal, cum ar fi fuziunea a două găuri negre astrofizice”, explică autorii.

„Așa cum vom arăta, Radiația Hawking provenind de la aceste firimituri de găuri negre dă naștere unor explozii de raze gamma (GRB) care posedă o amprentă distinctivă”, continuă aceștia.

Atunci când firimiturile de găuri negre se evaporă, ele emit particule într-un model sferic simetric. Atât timp cât gaura neagră mai mare rezultată din fuziune nu blochează vederea, particulele de HR ar trebui să ajungă la noi. Energia fotonilor din aceste explozii depășește scara de trilioane de electronvolți (TeV).

Cercetătorii spun că nivelul de energie al exploziilor de raze gamma de la aceste firimituri de găuri negre este detectabil de telescoapele Cherenkov atmosferice, cum ar fi Observatorul de raze gamma HAWC (High-Altitude Water Cherenkov). HAWC observă fotoni într-un interval de la 100 GeV la 100 TeV.

Întrebări fără răspuns

Totuși rămân multe întrebări. Autorii spun că aceste firimituri de găuri negre vor emite cea mai mare energie aproape de momentul evaporării lor. Dar când firimiturile sunt emise în mediul gravitațional intens al unei fuziuni de găuri negre, Radiația Hawking poate fi afectată, scrie Science Alert.

Același lucru este valabil dacă firimiturile sunt emise la viteze relativiste. Ambii factori ar putea altera spectrele înainte ca acestea să ajungă la detectoarele noastre.

Există puncte în Modelul Standard al Fizicii Particulelor unde lucrurile se descompun din cauza lipsei noastre de înțelegere. Autorii subliniază că o nouă fizică, neobservată anterior, ar putea de asemenea să distorsioneze spectrele firimiturilor de găuri negre, făcându-le dificil de observat.

Există și un alt aspect foarte interesant al acestor firimituri de dimensiunea unui asteroid. Deoarece fizica din Universul foarte timpuriu era diferită, este posibil ca acestea să fi fost create atunci. Dacă așa a fost, și dacă nu s-au evaporat până acum, ar putea constitui materia întunecată.

„Observația Radiației Hawking de la firimiturile de găuri negre, așadar, ar putea să ne ilumineze nu doar despre producția acestor firimituri, ci și despre fizica particulelor la energii dincolo de accesul experimentelor actuale și viitoare cu coliziuni, purtând amprente de fizică nouă bazată pe supersimetrie, dinamici compozite sau dimensiuni suplimentare, pentru a numi doar câteva”, scriu autorii.

Vă recomandăm să citiți și:

Cea mai mare cameră foto din lume a ajuns la destinație. „Ultima piesă din puzzle”

Ce au descoperit astronomii despre galaxia REBELS-25?

Ceva ciudat se întâmplă cu „magnetocoada” Pământului

O predicție extraordinară a lui Albert Einstein despre găurile negre a fost confirmată