Cea mai faimoasă teorie a lui Stephen Hawking despre găurile negre tocmai a primit o actualizare sinistră – una care proclamă că totul în univers este condamnat să se evapore.
În 1974, Hawking afirma că găurile negre se vor evapora în cele din urmă prin pierderea a ceea ce astăzi este cunoscut sub numele de radiația Hawking – o scurgere treptată de energie sub formă de particule de lumină care se formează în jurul câmpurilor gravitaționale extrem de puternice ale găurilor negre.
Acum, o nouă actualizare a teoriei a sugerat că radiația Hawking nu este creată doar prin furtul de energie de la găurile negre, ci de la toate obiectele cu o masă suficientă.
O gaură neagră mostruoasă, în apropierea Pământului! O descoperire tulburătoare
Dacă teoria este adevărată, înseamnă că tot ceea ce există în univers va dispărea în cele din urmă.
„Asta înseamnă că obiectele fără un orizont al evenimentelor [punctul gravitațional de neîntoarcere dincolo de care nimic, nici măcar lumina, nu poate scăpa dintr-o gaură neagră], cum ar fi rămășițele stelelor moarte și alte obiecte mari din univers, au, de asemenea, acest tip de radiație”, a declarat autorul principal Heino Falcke, profesor de astrofizică la Universitatea Radboud din Olanda, într-un comunicat.
„Și, după o perioadă foarte lungă, acest lucru ar duce la faptul că totul în univers s-ar evapora în cele din urmă, la fel ca găurile negre. Acest lucru ne schimbă nu numai înțelegerea radiației Hawking, ci și viziunea noastră asupra universului și a viitorului său.”
Cercetătorii și-au publicat descoperirile pe 2 iunie în revista Physical Review Letters.
Trăim într-un univers holografic, într-o simulare pe calculator? Ce spun experții
Teoria spațiu-timp
Conform teoriei cuantice a câmpurilor, spațiul este plin de vibrații minuscule care, dacă sunt îmbibate cu suficientă energie, se transformă la întâmplare în particule virtuale, producând pachete de lumină de foarte mică energie, sau fotoni.
Într-o lucrare de referință publicată în 1974, Hawking a prezis că forța gravitațională extremă resimțită la gurile găurilor negre – orizonturile de eveniment ale acestora – ar putea influența evoluția fotonilor.
Conform teoriei relativității generale a lui Einstein, gravitația distorsionează spațiul-timp, astfel încât câmpurile cuantice devin tot mai deformate cu cât se apropie mai mult de imensa atracție gravitațională a singularității unei găuri negre.
Din cauza incertitudinii și a ciudățeniei mecanicii cuantice, Hawking a spus că această deformare creează găuri negre care se mișcă diferit și, ulterior, vârfuri de energie în întregul câmp.
Aceste nepotriviri de energie fac ca fotonii să apară în spațiul contorsionat din jurul găurilor negre, sifonând energia din câmpul găurii negre.
Dacă particulele scapă apoi din gaura neagră, acest furt de energie l-a determinat pe Hawking să concluzioneze că – pe o scară de timp mult mai mare decât vârsta actuală a universului – găurile negre își vor pierde în cele din urmă toată energia și vor dispărea complet.
Dar dacă un câmp gravitațional este tot ceea ce este necesar pentru a produce fluctuații cuantice și fotoni, ce împiedică orice obiect cu o masă care deformează spațiul-timpul să creeze radiație Hawking?
Inteligența artificială ar putea aduce sfârșitul omenirii? Un nou semnal de alarmă!
Radiația Hawking
Radiația Hawking are nevoie de condiția specială a orizontului de evenimente al unei găuri negre sau poate fi produsă oriunde în spațiu?
Pentru a cerceta aceste întrebări, autorii noului studiu au analizat radiația Hawking prin prisma unui proces prevăzut de mult timp numit efectul Schwinger, în care materia poate fi teoretic generată din puternicele distorsiuni cauzate de un câmp electromagnetic.
Desigur, aplicând cadrul efectului Schwinger la teoria lui Hawking, fizicienii teoreticieni au produs un model matematic care a reprodus radiația Hawking în spații care se confruntă cu o gamă de intensități ale câmpului gravitațional.
Conform noii lor teorii, nu este necesar un orizont al evenimentelor pentru ca energia să se scurgă încet dintr-un obiect masiv sub formă de lumină; câmpul gravitațional al obiectului este suficient de bun de unul singur.
„Demonstrăm că, mult dincolo de o gaură neagră, curbura spațiu-timpului joacă un rol important în crearea radiației”, a declarat în comunicat Walter van Suijlekom, profesor de matematică la Universitatea Radboud.
„Particulele sunt deja separate acolo [dincolo de gaura neagră] de forțele de maree ale câmpului gravitațional”.
Ce înseamnă teoria cercetătorilor în realitate nu este clar. Posibil ca, pe măsură ce materia care compune stelele, stelele neutronice și planetele îmbătrânește, aceasta suferă în cele din urmă o tranziție energetică într-o stare de energie ultrarapidă complet nouă.
Acest lucru ar putea fi suficient pentru ca, în cele din urmă, toată materia să se prăbușească în găuri negre, care ar putea continua să picure încet lumină până când vor dispărea și ele fără urmă.
Din nefericire (sau din fericire, în funcție de orice îndoieli pe care le aveți în legătură cu evaporarea), toate acestea sunt doar speculații care așteaptă confirmare.
Pentru a-și da seama dacă este o predicție adevărată a destinului final al universului nostru, fizicienii vor trebui să detecteze unele radiații Hawking produse în jurul obiectelor cu densitate gravitațională – atât în jurul găurilor negre, cât și în jurul planetelor, stelelor sau stelelor neutronice.
Primul contact cu o civilizaţie extraterestră. Un calcul ştiinţific de-a dreptul descurajant