O echipă de oameni de știință a dezvoltat o rețetă pentru găurile negre care elimină unul dintre cele mai tulburătoare aspecte ale fizicii: singularitatea centrală, punctul în care toate teoriile, legile și modelele noastre se sparg.
În primul rând, limita exterioară a acestor titani cosmici este o suprafață unidirecțională de captare a luminii numită orizontul evenimentelor, punctul în care gravitația unei găuri negre este atât de puternică încât nici măcar lumina nu poate scăpa.
Acest lucru înseamnă că nicio informație nu poate scăpa din , astfel încât nu vom putea niciodată să observăm sau să măsurăm direct ceea ce se află în inima ei.
Folosind matematica teoriei gravitaționale a lui Einstein din 1915, numită relativitate generală, oamenii de știință pot modela interiorul unei găuri negre. Problema este că, atunci când fac acest lucru, relativitatea generală ne spune că toate valorile matematice ajung la infinit la „singularitatea” din inima unei găuri negre.
„Singularitatea este cea mai misterioasă și problematică parte a unei găuri negre. Este locul în care conceptele noastre despre spațiu și timp literalmente nu mai au sens”, a declarat pentru Space.com Robie Hennigar, membru al echipei de studiu și cercetător la Universitatea Durham din Anglia. „Dacă găurile negre nu au singularități, atunci ele sunt mult mai obișnuite”.
Unul dintre cele mai tulburătoare aspecte ale fizicii
Teoria relativității generale a lui Einstein afirmă că obiectele cu masă curbează însăși structura spațiu-timpului, iar gravitația rezultă din această curbură. Cu cât masa este mai mare, cu atât curbura spațiu-timpului este mai extremă și influența gravitației este mai puternică. Toate acestea sunt calculate cu ajutorul ecuațiilor care stau la baza relativității generale: ecuațiile de câmp ale lui Einstein.
Găurile negre – regiuni ale spațiu-timpului cu o curbură extremă – au apărut pentru prima dată ca un concept din soluțiile la ecuațiile de câmp ale lui Einstein sugerate de fizicianul și astronomul german Karl Schwartzchild în timp ce servea pe linia frontului în timpul Primului Război Mondial în 1915. Aceste soluții merg la infinit în centrul regiunii respective. Asta înseamnă ceva cu adevărat îngrijorător și nedorit pentru fizicieni.
Molina-Niñirola a adăugat că mulți fizicieni cred că, atunci când gravitația devine extrem de puternică și spațiul-timp este foarte deformat, relativitatea generală trebuie înlocuită cu o teorie fundamentală. S-a presupus că aceasta ar fi o teorie a gravitației cuantice care ar conduce la o „teorie a tuturor lucrurilor” care ar uni teoriile până acum incompatibile ale relativității generale și fizicii cuantice.
Aceasta înseamnă că echipa modifică ecuațiile de câmp ale lui Einstein astfel încât gravitația să se comporte diferit atunci când spațiul-timp este foarte curbat. În cele din urmă, acest lucru duce la eliminarea singularităților
Echipa modifică ecuațiile de câmp ale lui Einstein
Această teorie recent modificată sugerează că nu există o singularitate în inima . Așadar, ce există în acest tărâm extrem, exotic? Deși conceptul de gaură neagră al echipei ar fi verificat, probabil că acest lucru nu ar opri căutarea unui model valid de gravitație cuantică și a unei teorii a tuturor lucrurilor.
Dacă este corectă, această cercetare ar putea demistifica oarecum găurile negre, dar deschide multe întrebări la care va trebui să se răspundă în continuare.
Marea întrebare este dacă oamenii de știință ar putea găsi vreodată dovezi pentru această teorie din observațiile reale ale găurilor negre; la urma urmei, știm că nu putem privi pur și simplu în interiorul lor, scrie LiveScience.
Cercetătorii au explicat că observarea undelor în spațiu-timp, numite unde gravitaționale, permite astronomilor să observe câmpuri gravitaționale mult mai puternice decât până acum. Acest lucru oferă oamenilor de știință o șansă unică de a încerca să detecteze efecte dincolo de relativitatea generală, inclusiv cele care ar putea duce la rezolvarea singularităților.
În plus, dacă teoria echipei este corectă, ar trebui să existe o amprentă revelatoare în universul foarte timpuriu, în timpul perioadei de inflație cosmică imediat după Big Bang.