Astronomii au descoperit „părul” în găurile negre

32 vizualizări
7 min. de citit
găurile negre

Din momentul în care Albert Einsteina descoperit unde gravitaționale în ecuațiile sale, au trecut 105 ani, o clipă după standardele Universului, iar pentru umanitate nu atât de mult. 

Cu toate acestea, în secolul trecut, am aflat atât de multe despre Univers! Mult mai mult decât anticipase Einstein. Imaginați-vă uimirea lui dacă ar fi văzut descoperirea undelor gravitaționale sau imagini cu o gaură neagră. 

Ce putem spune despre descoperirile laureaților Premiului Nobel pentru fizică în 2020? Roger Penrose din Marea Britanie, Reinhard Henzel din Germania și Andrea Gez din SUA au fost laureații. Penrose a dovedit matematic că găurile negre ar trebui să apară într-un proces comun spațiului: exploziile supernovelor. 

Iar Genzel și Gez au descoperit un obiect compact supermasiv în centrul Căii Lactee. Corpul ceresc, descoperit de laureați, a devenit primul obiect descoperit în spațiu, care este cu siguranță o gaură neagră. Dar asta nu este tot. Recent, o echipă internațională de astronomi a dovedit că găurile negre rotative pot avea „păr”, adică parametri suplimentari care depind de materia absorbită.

Fără teorema părului

Conform teoremei fără păr, găurile negre pot fi descrise rezolvând ecuațiile gravitaționale și electromagnetice ale Einstein-Maxwell (GTR), din care rezultă că găurile negre pot avea doar trei caracteristici : masă, moment unghiular (viteza de rotație, rotire ) și încărcare electrică. Dacă aceste valori converg, atunci aceste găuri negre pot fi numite gemene, observatorul nu le va putea distinge între ele, chiar dacă sunt formate în moduri complet diferite.

găurile negre

Rețineți că nu există nicio dovadă matematică a teoremei generale fără păr, motiv pentru care matematicienii o numesc ipoteză. Întrucât nu există alte informații observabile despre aceste obiecte devoratoare de lumină, unii fizicieni spun că găurile negre seamănă cu un cap chel fără păr.

Rezultatele noului studiu, totuși, pun la îndoială teorema fără păr, sau cel puțin aplicația sa universală: utilizând simulări pe computer, autorii au demonstrat că găurile negre „extreme” – cele a căror rotire sau sarcină electrică sunt complet epuizate – au mai multe „fire” subțiri. Autorii studiului, publicat în revista Physical Review D, menționează , de asemenea , că „părul” găurilor negre ar putea fi într-o zi detectat folosind detectoare de unde gravitaționale (LIGO și VIRGO).

Găurile negre chiar au „păr”?

De-a lungul anilor, oamenii de știință au căutat modalități de a ocoli teorema fără păr prin diferite moduri. Cercetătorii au căutat caracteristici care să indice existența câmpurilor fundamentale necunoscute capabile să interacționeze cu găurile negre.

În 2012, matematicianul Stefanos Aretakis și colegii săi de la Universitatea din Toronto au sugerat că instabilitățile ar putea fi observate pe orizontul evenimentelor unor găuri negre. Aceste instabilități ar oferi, de fapt, găurii negre o atracție gravitațională mai puternică decât altele, făcând găuri negre identice distincte.

După cum scrie Quanta Magazine, astăzi știm despre existența unui câmp scalar, câmpul Higgs. Cu toate acestea, câmpul Higgs este instabil și se degradează rapid, dar nu și alte câmpuri scalare asociate cu materia întunecată, energia întunecată și diverse fire ale teoriei șirurilor. O echipă de cercetători de la Universitatea din Massachusetts a demonstrat în lucrarea lor că găurile negre extrem de rotative pot avea echivalentul gravitațional al sarcinii lui Aretakis.

Fizicienii cred că firele de păr gravitaționale apar din perturbații în curbura spațiu-timp la orizontul de evenimente al găurii negre și depind de modul în care s-a format gaura neagră. 

găuri negre

Deoarece există diferențe în detaliile exacte ale modului în care se formează fiecare gaură neagră, aceasta înseamnă că fiecare gaură neagră va avea un fir gravitațional diferit, chiar dacă masa, rata de rotație și sarcina găurilor negre sunt aceleași.

Există, de asemenea, posibilitatea ca „părul” gravitațional să poată fi văzut în timpul fuzionării găurilor negre. Adică, dacă „părul” este descoperit vreodată, oamenii de știință pot obține informații valoroase despre fizică în afara modelului standard. Rețineți că autorii noului studiu nu au respins teorema fără păr , dar au arătat că nu se aplică tuturor găurilor negre.

Nu uita să ne urmărești pagina de Facebook pentru alte articole la fel de interesante.

Previous Story

Ce înseamnă Dumnezeu este iubire?

Next Story

Descrie papirusul Ipuwer o catastrofă antică?