Ce se întâmplă în centrul unei găuri negre?

publicat de Florin Mitrea
12 vizualizări
Ilustrație a unei găuri negre

Singularitatea din centrul unei găuri negre este locul în care materia este comprimată într-un punct infinit de mic, iar toate conceptele despre spațiu și timp nu mai sunt valabile. Mai mult, singularitatea nu există în realitate, ci este un concept teoretic; ceva trebuie să o înlocuiască, însă nu știm ce anume.

Haideți să explorăm câteva posibilități.

Stelele Planck

Este posibil ca în adâncurile unei găuri negre materia să nu fie comprimată până la un punct infinit de mic. În schimb, aici ar putea exista cea mai mică formă a materiei, cel mai mic volum posibil.

Aceasta este o stea Planck – un model teoretic propus de teoria gravitației cuantice cu bucle, care, la rândul său, este o ipoteză pentru crearea versiunii cuantice a gravitației. În lumea gravitației cuantice cu bucle, spațiul și timpul sunt cuantificate – universul din jurul nostru este compus din bucăți individuale mici, dar la o scară atât de incredibil de mică încât mișcările noastre par line și continue.

Acest model teoretic al spațiu-timpului oferă două beneficii: (1) duce visul mecanicii cuantice până la final, explicând gravitația într-un mod natural; (2) face imposibilă formarea singularităților în interiorul găurilor negre.

Pe măsură ce materia se comprimă sub imensa presiune a unei stele aflate în colaps, ea întâmpină o rezistență. Caracterul distinctiv al spațiu-timpului împiedică materia să atingă o dimensiune mai mică decât lungimea Planck (1,68 x 10-35 metri). Toată materia care cade într-o gaură neagră este comprimată într-o bilă nu cu mult mai mare de atât. O bilă microscopică, dar cu siguranță nu infinit de mică.

Această rezistență față de compresie forțează materia să iasă din colaps (să explodeze), făcând din găurile negre doar obiecte temporare. Însă datorită efectului extrem de dilatare a timpului, din perspectiva noastră de observatori exteriori, este nevoie de miliarde sau trilioane de ani până la producerea acestei explozii.

Gravastarii

O altă încercare de a înlătura singularitatea – una care nu se bazează pe teoria gravitației cuantice – poartă denumirea de gravastar.

Diferența dintre o gaură neagră și un gravastar este aceea că, în loc de singularitate, gravastarul este umplut cu energie întunecată. Energia întunecată este o substanță care străbate spațiu-timpul, făcându-l să se extindă. Chiar dacă pare de domeniul științifico-fantasticului, energia întunecată este reală și funcționează la scară cosmică, ceea ce face ca întregul nostru univers să se afle într-o expansiune accelerată.

Pe măsură ce materia cade într-un gravastar, ea nu poate pătrunde prin orizontul evenimentelor (datorită energiei întunecate din interior) și, drept urmare, rămâne la suprafață. Însă văzut din exterior, un gravastar arată și se comportă la fel ca o gaură neagră normală. (Orizontul evenimentelor este punctul fără întoarcere – granița dincolo de care nimic nu poate scăpa, nici măcar lumina.)

Totuși, observațiile recente ale găurilor aflate în curs de fuzionare, realizate cu ajutorul detectoarelor de unde gravitaționale, au exclus potențiala existență a gravastarilor, deoarece fuziunea gravastarilor ar produce un semnal diferit față de fuziunea găurilor negre.

Alte posibile explicații

Chiar dacă stelele Planck și gravastarii au denumiri extravagante, existența lor în realitate este pusă sub semnul întrebării. Așadar, poate că există o explicație mai banală în privința singularității, una care se bazează pe o viziune mai nuanțată – și mai realistă – asupra găurilor negre din universul nostru.

Ideea unui singur punct cu densitate infinită provine din concepția noastră privind existența unor găuri negre staționare și neîncărcate electric. Însă găurile negre din realitate sunt mult mai interesante, mai ales atunci când se rotesc.

Rotația (mișcarea de spin) a unei găuri negre conferă singularității aspectul unui inel. Iar conform matematicii teoriei relativității  generale a lui Einstein, odată ce treci prin inelul singularității, pătrunzi într-o gaură de vierme și ieși printr-o gaură albă (opusul unei găuri negre, unde nimic nu poate pătrunde, iar materia iese cu viteza luminii) într-o regiune cu totul nouă a universului.

Însă există o provocare: găurile negre care se rotesc sunt extrem de instabile, potrivit aceleași matematici din spatele teoriei găurilor de vierme.

Problema găurilor negre rotative este însăși rotația acestora. Singularitatea, întinsă sub forma unui inel, se rotește cu o viteză fantastică, devenind o forță centrifugă incredibilă. Iar în relativitatea generală, forțele centrifuge suficient de puternice funcționează ca antigravitația – ele împing, nu atrag.

Acest lucru creează o graniță în interiorul găurii negre denumită orizont interior. În afara acestei regiuni, radiația cade în interior înspre singularitate datorită atracției gravitaționale extreme. Însă radiația este împinsă înapoi de către antigravitație la nivelul inelului singularității, granița la care are loc acest lucru fiind orizontul interior. Dacă ar fi să întâlnim orizontul interior, atunci ne-am confrunta cu un zid de radiație cu energie infinită.

Formarea orizontului interior sădește semințele distrugerii unei găuri negre. Cu toate acestea, găurile negre rotative există cu adevărat în universul nostru, ceea ce înseamnă că matematica noastră este greșită.

Așadar, nu știm se ce întâmplă cu adevărat în interiorul unei găuri negre, iar partea înfricoșătoare este că s-ar putea să nu aflăm niciodată.

Sursa: Space.com

Din aceeași categorie

© 2022-2023  Florin Mitrea – WordPress Theme Designed and Developed by PenciDesign

Acest site folosește cookies pentru a îmbunătăți experiența de navigare. Acceptă Detalii