Home » Știință » Un paradox al lui Stephen Hawking ar putea fi în sfârșit rezolvat, cu o condiție

Un paradox al lui Stephen Hawking ar putea fi în sfârșit rezolvat, cu o condiție

Publicat: 25.09.2024

Un nou studiu sugerează că găurile negre ar putea să nu fie entități lipsite de trăsături și structuri, așa cum prezice teoria relativității generale a lui Einstein. În schimb, acești „monștri cosmici” ar putea fi obiecte cuantice bizare, cunoscute sub denumirea de „stele înghețate”. Care este paradoxul radiației găurilor negre?

Deși acestea ar împărtăși unele similarități cu găurile negre, corpurile cerești ipotetice diferă în moduri esențiale, ceea ce ar putea rezolva paradoxul radiației găurilor negre al lui Hawking (denumit după fizicianul Stephen Hawking). Acest paradox apare din cauza faptului că radiația emisă teoretic de orizontul evenimentelor al unei găuri negre nu pare să conțină informații despre materia care a format gaura neagră, încălcând astfel principiul fundamental al mecanicii cuantice conform căruia informația nu poate fi distrusă.

Mai mult, spre deosebire de găurile negre convenționale, nu este de așteptat ca stelele înghețate să conțină o singularitate (un punct de densitate infinită în centru), ceea ce rezolvă o altă contradicție dintre modelul clasic al găurilor negre și regula generală în fizică că infinitățile nu pot exista în natură. Apariția unor infinități într-o teorie indică de obicei limitările acelei teorii, explică Live Science.

Paradoxul radiației găurilor negre, la un pas de a fi rezolvat

„Stelele înghețate sunt un tip de imitație a găurilor negre: obiecte astrofizice ultracompacte, lipsite de singularități și de un orizont, dar care pot imita toate proprietățile observabile ale găurilor negre. Dacă acestea există, ar indica necesitatea de a modifica în mod semnificativ și fundamental teoria relativității generale a lui Einstein”, a declarat Ramy Brustein, profesor de fizică la Universitatea Ben-Gurion (Israel).

Brustein este autorul principal al unui studiu care descrie teoria stelelor înghețate, publicat în Physical Review D.

Modelul clasic al găurilor negre, descris pentru prima dată de Karl Schwarzschild în 1916, portretizează găurile negre ca având două trăsături esențiale: o singularitate unde toată masa este concentrată și un orizont al evenimentelor, o limită dincolo de care nimic, nici măcar lumina, nu poate scăpa.

De ce teoria relativității generale s-ar putea înșela cu privire la găurile negre?

Cu toate acestea, acest model întâmpină o problemă serioasă când este introdusă mecanica cuantică. În anii 1970, Stephen Hawking a descoperit că efectele cuantice din apropierea orizontului evenimentelor ar trebui să ducă la crearea de particule din vidul spațiului, un proces cunoscut sub denumirea de radiație Hawking. Această radiație ar face ca gaura neagră să piardă treptat masă și, eventual, să se evapore complet.

Paradoxul radiației găurilor negre apare deoarece această radiație nu pare să transporte informații despre materia care a format gaura neagră inițial. Dacă gaura neagră se evaporă complet, această informație pare să fie pierdută pentru totdeauna, ceea ce contravine principiilor mecanicii cuantice, care dictează că informația trebuie să se conserve. Această contradicție este cunoscută sub numele de paradoxul pierderii de informații, una dintre cele mai mari provocări din fizica teoretică.

Ce sunt stelele înghețate?

În noul lor studiu, Brustein și coautorii săi, A.J.M. Medved, de la Universitatea Rhodes (Africa de Sud), și Tamar Simhon, de la Universitatea Ben-Gurion, au realizat o analiză teoretică detaliată a modelului stelelor înghețate și au descoperit că acesta rezolvă paradoxurile modelului tradițional, deoarece nu implică un orizont sau o singularitate.

Autorii au descoperit că dacă găurile negre sunt de fapt obiecte foarte compacte compuse din materie ultra-rigidă, ale căror proprietăți sunt inspirate de teoria coardelor (candidatul principal pentru teoria gravitației cuantice), acestea nu se prăbușesc în puncte de densitate infinită și au o dimensiune ușor mai mare decât orizontul evenimentelor convențional, împiedicând formarea acestuia.

„Am arătat cum stelele înghețate se comportă ca niște absorbanți aproape perfecți, deși nu au un orizont, și acționează ca o sursă de unde gravitaționale”, a spus Brustein, menționând că aceste obiecte pot absorbi aproape tot ceea ce cade asupra lor, la fel ca găurile negre. „Mai mult, ele generează aceeași geometrie externă ca modelul convențional al găurilor negre și reproduc proprietățile termodinamice ale acestora”, continuă cercetătorul.

Sunt stelele înghețate răspunsul la paradoxul radiației găurilor negre?

Modelul stelelor înghețate oferă o potențială soluție la paradoxurile asociate cu găurile negre tradiționale, dar oamenii de știință trebuie să-l testeze experimental.

Spre deosebire de găurile negre convenționale, este de așteptat ca stelele înghețate să aibă o structură internă, deși una cu proprietăți bizare dictate de gravitația cuantică. Acest lucru deschide calea pentru discriminarea observațională între cele două modele. Dovezile ar putea fi prezente în undele gravitaționale (fluctuații în structura spațiu-timp) generate în timpul fuziunilor dintre găuri negre. „Aici ar fi cel mai evidente diferențele”, a explicat Brustein.

Echipa încă lucrează la înțelegerea structurii interne a stelelor înghețate și a modului în care acestea ar diferi de alte obiecte cosmice extreme, cum ar fi stelele neutronice, dar este un obiectiv realizabil, a spus Brustein. De acolo, ar putea analiza datele de la observatoarele de unde gravitaționale existente și viitoare, deoarece undele emise în timpul fuziunilor sunt extrem de puternice și pot transporta informații despre structura acestor obiecte ultracompacte.

„Descoperirea oricărei predicții a modelului stelelor înghețate va avea un impact revoluționar”, a concluzionat Brustein.

Vă recomandăm să citiți și:

Un studiu sugerează că galaxia noastră și-a început deja coliziunea cu Andromeda

Astronomii ar fi descoperit sursa pentru energia vântului solar

„O gogoașă misterioasă”, descoperită în nucleul Pământului

Unde este centrul Universului?

Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș
Ștefan Trepăduș este blogger începând cu anul 2009, având experiență și în domeniile publicitate și jurnalism. Este pasionat de marketing și de tehnologie, dar cel mai mult îi place să știe lucruri, motiv pentru care a fost atras de Descopera.ro. citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Astronomii au dat lovitura! Cum arată primele imagini de la Telescopul Spațial SPHEREx al NASA?
Astronomii au dat lovitura! Cum arată primele imagini de la Telescopul Spațial SPHEREx al NASA?
Rusia nu acceptă propunerile SUA pentru încheierea războiului din Ucraina
Rusia nu acceptă propunerile SUA pentru încheierea războiului din Ucraina
Care a fost cea mai populară destinație pentru rezervările online în vara lui 2024
Care a fost cea mai populară destinație pentru rezervările online în vara lui 2024
Un bărbat a murit după ce a luat probiotice și a dezvoltat o infecție rară
Un bărbat a murit după ce a luat probiotice și a dezvoltat o infecție rară
„Unabomber”, unul dintre cei mai temuţi terorişti din istorie
„Unabomber”, unul dintre cei mai temuţi terorişti din istorie
Câți dintre români au fost ținta tentativelor de fraudă online?
Câți dintre români au fost ținta tentativelor de fraudă online?
Românii nu prea mai beau bere la draft. Care ar fi motivele?
Românii nu prea mai beau bere la draft. Care ar fi motivele?
Rata șomajului din România, în creștere. Câți dintre tineri nu au loc de muncă?
Rata șomajului din România, în creștere. Câți dintre tineri nu au loc de muncă?
Marea Britanie, „optimistă” că tarifele americane vor fi anulate
Marea Britanie, „optimistă” că tarifele americane vor fi anulate
Rămășițele primului oraș din epoca colonială din Ecuador au fost descoperite
Rămășițele primului oraș din epoca colonială din Ecuador au fost descoperite
DARPA a detectat accidental reintrarea în atmosferă a rachetei SpaceX Falcon 9 în timp ce „asculta” atmosfera Pământului
DARPA a detectat accidental reintrarea în atmosferă a rachetei SpaceX Falcon 9 în timp ce „asculta” atmosfera Pământului
Istoria fascinantă a submarinelor. De la minunea de lemn a lui Cornelis Drebbel la titanii nucleari
Istoria fascinantă a submarinelor. De la minunea de lemn a lui Cornelis Drebbel la titanii nucleari
Cornelis Drebbel: geniul uitat care „a scris” viitorul. Inventatorul submarinului navigabil, al termostatului și mașinii de tip perpetuum mobile
Cornelis Drebbel: geniul uitat care „a scris” viitorul. Inventatorul submarinului navigabil, al termostatului și mașinii ...
Val Kilmer: „Am jucat pentru public, nu pentru profit”. Top Gun, Batman Forever, Tombstone, The Doors
Val Kilmer: „Am jucat pentru public, nu pentru profit”. Top Gun, Batman Forever, Tombstone, The Doors
Vincent van Gogh, geniul chinuit din spatele a 900 de capodopere. 10 fapte despre „Nebunul cu părul de foc”
Vincent van Gogh, geniul chinuit din spatele a 900 de capodopere. 10 fapte despre „Nebunul cu părul de foc”
Un studiu a descoperit dieta care favorizează o îmbătrânire sănătoasă
Un studiu a descoperit dieta care favorizează o îmbătrânire sănătoasă
Vârsta la care creierul începe să îmbătrânească mai repede
Vârsta la care creierul începe să îmbătrânească mai repede
(P) Sezonul cald se apropie – Când trebuie să înlocuim anvelopele de iarnă cu cele de vară?
(P) Sezonul cald se apropie – Când trebuie să înlocuim anvelopele de iarnă cu cele de vară?