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
Autostrăzile A7 și A8, scoase din PNRR. Guvernul caută urgent finanțare alternativă
Spynews
Soțul Cristinei Spătar, declarație de iubire pentru vedetă! Cât de îndrăgostit este Vicențiu Mocanu: „Cât timp ne ținem de mână...”
Bzi.ro
Inna, mai mult goală la „Beach, Please”! Cât a costat ținuta cu care a înnebunit internetul! – GALERIE FOTO
Fanatik.ro
Clasament devastator! O companie low-cost preferată de români, în topul celor mai slabe linii aeriene
Capital.ro
Sportul românesc e în doliu. S-a stins un adevărat simbol. Boala a răpus-o prea tânără
Playtech.ro
Actul fără de care nu poţi face succesiunea, în 2025. Tot ce trebuie să ştii pentru a primi moştenirea
DailyBusiness
Ce salariu are Dan Turturică, şeful TVR. În 2024, instituţia a cerut 32,2 milioane de euro la rectificarea bugetară
Adevarul
Cum sfidează nepotul lui Fidel Castro regimul de la Havana: „Eliberați diavolul”
wowbiz.ro
Mama Andei, tânăra ucisă și incendiată de Emil Gânj, primește amenințări halucinante de pe un cont cu numele criminalului din Mureș. Femeia se teme că va sfârși la fel ca fiica ei: „Îmi e foarte frică”
Spynews
Alex Marcu, mesaj tulburător după moartea Teodorei Marcu: ”Eu sunt tatăl...” | FOTO
Spynews
Cu ce se ocupă Ioana Ignat, după despărțirea de Sebastian Dobrincu. Cum își petrece timpul îndrăgita cântăreață: „Ești mai responsabil”
Evz.ro
O nouă obligație pentru șoferi. Riscă să rămână fără permis
Ego.ro
Ce au observat experții, la aparițiile fiului cel mic al lui Kate Middleton și al Prințului William
Prosport.ro
Gabriela Ruse a renunțat la inhibiții şi a postat imagini cu ea în costum de baie din vacanță
kanald.ro
Răsturnare de situație în cazul criminalului din Mureș. O femeie a fost reținută după o glumă pe TikTok
Cancan.ro
S-a aflat abia acum motivul pentru care Emil Gânj ar fi ucis-o, de fapt, pe Anda: 'El n-a suportat asta'
Playsport.ro
Cine este omul din umbra lui Selly, co-organizator la “Beach, Please”, cu care a făcut 10 milioane de euro. George...
Capital.ro
Taxă pentru pensionari. Se achită obligatoriu în toată țara. Ministrul Muncii a anunțat: Afectează veniturile a peste 1,7 milioane de români
StirileBZI
Câți bani pot să scoată românii de la bancomat în 2025. Băncile au impus noi limite!
Prosport.ro
Prințesa Kate Middleton a purtat, la câțiva metri de Simona Halep, o bijuterie primită cadou de la Prințul William acum 11 ani
stirilekanald.ro
VIDEO „Ne dă în cap și pleacă!” Emil Gânj a amenințat familia Andei. Criminalul din Mureș a băgat frica în localnici: „A spus că mai are încă două persoane de achitat”
Horoscop 14 iulie 2025: Norocul a dat peste Scorpioni! Au primit o veste care le va schimba complet viața
MediaFlux
Când se dau voucherele pentru curent electric. Ministrul a dat vestea
Shtiu.ro
CE ASCUNDE ultima CIFRA a CNP-ului? Dacă ai 3 sau 8 însemană că...
Puterea.ro
Cine stinge lumina de la NASA? Despre cum dispar schimbările climatice din fața ochilor publici