Prima imagine a unei găuri negre. Imaginea nu este o fotografie, ci a fost creată cu ajutorul a multiple telescoape în cadrul proiectului EHT

Găurile negre sunt obiecte extrem de misterioase și încă nu știm ce se întâmplă în interiorul acestora. Paradoxul informației a stârnit multe discuții în lumea științifică: ce se întâmplă cu informația asociată obiectelor care cad în interiorul găurii negre? Se pierde sau nu?

În două recente articole a fost propusă o soluție care ia în calcul câmpul gravitațional: „părul cuantic”.

Găurile negre

În univers există miliarde de găuri negre: multe se formează în urma morții stelelor cu masa mult mai mare decât cea a Soarelui.

Există și găuri negre super-masive, cu masa de milioane sau miliarde de ori cea a Soarelui, despre care încă nu știm cum au luat naștere.

Găurile negre nu emit semnale, întrucât inclusiv lumina este „prizonieră” în interiorul acestora, ca urmare a gravitației extrem de intense.


Ce teorie pentru găurile negre?

La ora actuală nu avem o teorie care să ne spună ce se petrece în interiorul găurilor negre.

Teoria relativității generale a lui Einstein, cea care leagă geometria spațiului și a timpului de materia și energia din univers, dă un infinit – o singularitate, așa cum a demonstrat fizicianul Roger Penrose, laureat al Premiului Nobel.

Ecuațiile teoriei relativității generale oferă ca rezultat... infinitul, ceea ce, evident, înseamnă că teoria nu mai este valabilă.

Care ar putea să fie teoria corectă încă nu știm; ar putea să fie o nouă teorie a gravitației cuantice – avem mai multe propuse – dar încă nu avem dovezi asupra validității acestora.

Marea problemă este cea  cuantificării gravitației; s-ar putea însă – cum susține Penrose – să fie nevoie să geometrizăm fizică cuantică (deci procedura opusă). (Și) din acest motiv studiul găurilor negre este extrem de fascinant și important.
 

Paradoxul informației

Legat de găurile negre una dintre cele mai fascinante probleme este cea a paradoxului informației. Dacă găurile negre nu emit nimic – niciun semnal – atunci ce se întâmplă cu informația obiectelor care au dat naștere găurii negre sau au fost înghițite de gaura neagră? Se pierde?

În anii ’70 Stephen Hawking era convins că da, informația se pierde. Tot el însă a demonstrat că de fapt găurile negre nu au o viață infinită, există așa-numita radiație Hawking, datorată efectelor cuantice legate de fluctuații ale vidului, care face astfel încât o gaură neagră să se evapore în timpi care depind de masa găurii negre.

Găurile negre cu masă mică se evaporă în timpi foarte scurți în timp ce cele cu mase enorme au la dispoziție zeci și chiar sute de miliarde de ani.  Paradoxul informației a stârnit mult interes și multe discuții – cum ar putea să se conserve informația? Au fost propuse mai multe soluții – câteva dintre acestea extrem de exotice, necesitând o nouă fizică.


O soluție pentru paradoxul informației: „părul cuantic”

În două noi articole publicate în Phys. Rev. Letters și Phys. Lett. B se propune o soluție a paradoxului care are de-a face cu câmpul gravitațional al găurii negre care ar păstra urme ale informației. Deci nu o teorie nouă, ci „vechea” teorie aplicată în mod creativ. Soluția se numește „păr cuantic”, întrucât în anii ’70, când se credea că informația dispare, se spunea în glumă că găurile negre nu au păr. Uite că se pare că au: un păr cuantic, în care informația este păstrată (în mod asimptotic) în câmpul gravitațional al găurii negre care poartă informații despre interiorul găurii negre.

Pentru a demonstra această idee cercetătorii au folosit un formalism matematic bazat pe o geometrie semiclasică.

La ora actuală încă nu putem verifica această teorie – observațiile noastre asupra găurilor negre nu sunt destul de rafinate pentru a putea demonstra dacă această teorie este valabilă sau nu. Este însă un pas înainte important,  întrucât se demonstrează cu un model fizic cum informația poate fi păstrată.

Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.


Dacă găsești site-ul util, ne poți ajuta cu o DONAȚIE