Secretele găurilor negre pot fi dezvăluite doar cu ajutorul matematicii

Găurile negre pot fi considerate cele mai "discrete" obiecte din Univers, nelăsând aproape nicio informație despre ele să scape în spațiu (cu excepția, evident, a radiației Hawking), însă oamenii de știință sunt din ce în ce mai siguri că vor putea afla majoritatea secretelor unui astfel de monstru cosmic cu ajutorul matematicii, conform unui material publicat de SPACE.com.
Iulian Tudor
06 iul. 2016, 11:59
Secretele găurilor negre pot fi dezvăluite doar cu ajutorul matematicii

„Găurile negre sunt extraordinar de legate de matematică până acolo încât putem susține că tot ce înseamnă o gaură neagră poate fi descris prin intermediul matematicii”, a declarat Richard Henry, astronom la Universitatea Johns Hopkins.

Richard Henry a prezentat o nouă modalitate de a studia găurile negre prin intermediul matematicii cu ocazia celei de-a 228 întruniri a Societății Astronomice Americane ce a avut loc în urmă cu o lună la San Diego.

Atunci când o stea masivă își termină combustibilul de fuziune poate să se prăbușească în sine, transformându-se într-o gaură neagră. Găurile negre supermasive, care se află în centrul galaxiilor pot înghesui câteva milioane de mase solare în interiorul unei regiuni din spațiu nu mai mare decât un proton, conform lui Henry. Această masă enormă, compactată într-un spațiu atât de mic, nu lasă nimic să-i scape, nici măcar lumina. Oamenii de știință nu pot observa decât marginile exterioare ale unei găuri negre, denumite orizontul evenimentului — locul unde materia exterioară interacționează cu gaura neagră. Prin urmare ei pot determina trei dintre proprietățile unui astfel de monstru cosmic: masa, spinul și sarcina sa electrică.

Masa incredibil de mare a unei găuri negre deformează extrem de mult textura continuului spațiu-timp în jurul său. Apelând doar la matematică pentru a descrie spațiu-timpul din jurul găurilor negre, Henry și colegii săi, Kielan Wilcomb și James Overduin, ambii de la Universitatea Towson din Maryland, au descoperit o nouă modalitate de a „explora” aceste structuri care par a fi mult mai complexe decât au fost descrise anterior.

Descrierile matematice tradiționale ale găurilor negre sugerează faptul că curbura spațiului la orizontul evenimentului este constantă și pozitivă, ca o sferă, și astfel oamenii de știință pot folosi un sistem de coordonate aplicabil sferelor (spre exemplu longitudine și latitudine) pentru a descrie acest spațiu. Mai mult decât atât, un sistem de coordonate conceput special pentru un anumit tip de spațiu curb nu va fi întotdeauna aplicabil la orice tip de spațiu curb. În studiul ei, echipa coordonată de Richard Henry a folosit exemplul unei hărți a Pământului transpusă dintr-o sferă într-o suprafață plană. În așa-numitele proiecții Mercator, Groenlanda apare mai mare decât SUA, deși în realitate nu are decât un sfert din suprafața SUA. În mod similar, cercetătorii susțin că sistemul de coordonate folosit pentru a măsura locații din apropierea găurii negre și din interiorul acesteia trebuie să se schimbe în funcție de regiunea care trebuie măsurată.

Pornind de la acest fapt, echipa a hotărât să se concentreze asupra unor cantități matematice denumite invarianți. Invarianții își mențin aceleași valori indiferent de sistemul de coordonate folosit pentru a-i descrie. Spre exemplu, numărul care descrie lungimea unei nave spațiale care se îndreaptă spre o gaură neagră se poate schimba pe măsură ce nava trece prin diferite sisteme de coordonate, dar invarianții săi vor rămâne mereu constanți.

Majoritatea celor 17 invarianți legați de diferite tipuri de găuri negre pot fi conectați matematic. Conform echipei coordonate de Richard Henry, doar 5 sunt cu adevărat independenți, ceea ce înseamnă că valorile lor nu sunt legate de valorile altor invarianți — iar oamenii de știință pot folosi acești cinci invarianți pentru a construi simulări cu privire la ce se întâmplă dincolo de orizontul evenimentului unei găuri negre.

Echipa a descris acești cinci invarianți, pe unii dintre ei în premieră, dezvăluind astfel o parte din complexa lume interioară a găurilor negre. Ecuațiile lor au confirmat că, spre exemplu, o gaură neagră care se rotește include regiuni în care spațiu-timpul are curbură negativă, asemenea suprafeței unei șei, care este asociată unei caracteristici denumită câmp gravitomagnetic, responsabilă pentru producerea enormelor jeturi de energie-materie ce erup din unele găuri negre supermasive din centrul galaxiilor.

„Găurile negre sunt alte lumi. Dacă intri acolo, nu te mai întorci niciodată”, a mai susținut Richard Henry, completându-l pe marele Stephen Hawking care susținea recent același lucru. Universul nostru nu este unic, existând numeroase alte universuri, iar găurile negre sunt pasaje spre alte astfel de universuri, susținea celebrul astrofizician britanic Stephen Hawking într-un articol scris alături de Andrew Strominger, de la Universitatea Harvard și de Malcom Perry, de la Universitatea Cambridge și publicat în revista Physical Review Letters. Astfel, dacă un nefericit astronaut ar cădea într-o gaură neagră, el nu va rămâne blocat acolo. Desigur că nu ar putea reveni în Universul din care provine, dar se va putea îndrepta spre un alt Univers, conform fizicianului britanic care și-a expus această teorie în cadrul unei conferințe organizate la Universitatea din Stockholm.

Ipoteza lansată de Hawking este o încercare de a rezolva o problemă care le dă bătăi de cap fizicienilor de multă vreme: ce se întâmplă cu un obiect care trece de orizontul evenimentului unei găuri negre, locul de unde nici măcar lumina nu mai poate evada. Conform legilor fizicii, informația despre respectivul obiect trebuie păstrată, chiar dacă obiectul respectiv este distrus, iar acest paradox îi pune în încurcătură pe fizicieni de mai multe decenii. Stephen Hawking este de părere că informația este păstrată în orizontul evenimentului, ceea ce înseamnă că nu „cade” niciodată prin gaura neagră. Astfel un astronaut care ar fi atras de o gaură neagră ar putea să nu dispară cu totul și ar rămâne probabil sub formă de hologramă „imprimată” pe orizontul evenimentului sau ar trece prin gaura neagră și ar ieși în altă parte, probabil într-un alt Univers.

Citeşte şi STUDIU: Găurile negre distrugătoare şi creatoare

DailyBusiness
Sprijin internațional puternic pentru justiția din România. Ambasadele Occidentale transmit mesaje clare de încredere în țara noastră
Spynews
Top 3 zodii cu cel mai bun suflet! Trebuie să le ai în jurul tău în 2025
Bzi.ro
Dezvăluiri tulburătoare făcute de Alex Velea: „Au nenorocit-o psihic pe Antonia!“
Fanatik.ro
Greșeala pe care o fac majoritatea oamenilor atunci când spală șosetele. Cum să le cureți, de fapt
Capital.ro
Taxă auto pentru mașinile mici, de până la 3,5 tone. Când va intra în vigoare în România
Playtech.ro
Schimbarea din apartament pentru care ai nevoie de semnătura tuturor vecinilor. Amenzile sunt uriaşe
DailyBusiness
Stenograme explozive din dosarul lui Călin Georgescu. ”Câștig sigur. Există un plan, există o strategie pe care numai eu o cunosc”
Adevarul
Trump a vrut să anuleze vizita lui Zelenski în SUA, dar Macron l-a convins să-l primească
wowbiz.ro
Cine este femeia care și-a pierdut viața după ce a fost lovită de o bucată de gheață în Chiajna! Avea doar 35 de ani
Spynews
Cheeseburger cu bacon și maioneză de casă, după rețeta lui chef Horia Manea. Preparatul pe care trebuie să-l încerci
Spynews
Ce program are Irina Fodor la Asia Express. Răzvan Fodor, detalii importante despre competiție: „Când o sun, e deja în cursă”
Evz.ro
Panică în sistemul bancar european. Tranzacțiile, suspendate
Ego.ro
Cum arăta Laura Vicol, acum 10 ani. Imaginile au rămas pe internet, deși ea e acum ”alt om”
Prosport.ro
GALERIE FOTO. Apariție incendiară, într-un corset care a lăsat la vedere prea mult
kanald.ro
E oficial! Guvernul prelungește plafonarea prețurilor la energie și gaze încă 3 luni, respectiv un an
Cancan.ro
BREAKING | Un mare sportiv al României, internat în stare critică la Spitalul Universitar! „Să ne rugăm pentru sănătatea lui”
Playsport.ro
Incredibil! Cum poate să arate Sandra Izbașa la 11 ani după ce s-a retras din gimnastică. Imaginile au scăpat pe net
Capital.ro
Călin Georgescu, în culmea fericirii. Veste uriașă pentru românii care l-au votat
StirileBZI
Câți bani pot să scoată românii de la bancomat în 2025. Băncile au impus noi limite!
Prosport.ro
Iubita fotbalistului, pusă pe site-urile de escorte. A avut relații doar cu milionari celebri
stirilekanald.ro
„Asta își dorește și fiica ta” Igor Cuciuc, decizie radicală la doar 3 luni de la moartea unicului său copil! Nimeni nu credea că va face asta atât de repede
Abdullah Öcalan cere dezarmarea PKK și dizolvarea grupului
MediaFlux
Energia electrică se scumpește cu 60%. Hidroelectrica a făcut anunțul
Shtiu.ro
Cine a inventat CNP-ul și CE ASCUNDE ultima CIFRA a CNP-ului? Dacă ai 3 sau 8 însemană că...
Puterea.ro
Cazul penal al lui Călin Georgescu – analiză detaliată