Science Report Cercetătorii au confirmat faimoasa teorie a lui Stephen Hawking despre găurile negre

de S.J.     HotNews.ro
Luni, 21 iunie 2021, 16:48 Science - Spatiul


Doua gauri negre ce urmeaza sa se uneasca
Foto: Victor de Schwanberg / Sciencephoto / Profimedia Images
Una dintre cele mai faimoase teoreme ale fizicianului Stephen Hawking a fost demonstrată cu ajutorul undelor gravitaționale provocate de unirea a două găuri negre îndepărtate, relatează Live Science.

Teorema găurilor negre, pe care Hawking a formulat-o în 1971 pornind de la teoria relativității generale a lui Albert Einstein, afirmă că este imposibil ca suprafața unei găuri negre să se micșoreze de-a lungul timpului.

Această regulă reprezintă interes pentru fizicieni deoarece este strâns apropiată de o altă regulă legată de scurgerea timpului într-o singură direcție: a doua lege a termodinamicii care afirmă că entropia, sau dezordinea, unui sistem închis trebuie să crească mereu.

Întrucât entropia unei găuri negre este proporțională cu suprafața acesteia, ambele trebuie să crească mereu.

Potrivit noului studiu, confirmarea de către cercetători a legii privind suprafața pare să sugereze că proprietățile găurilor negre oferă indicii importante cu privire la legile ascunse care guvernează universul.


FOTO: Ramond Andrada 3Dciencia / Sciencephoto / Profimedia Images

„Paralelă interesantă”


În mod bizar, legea privind suprafața pare să contrazică o altă teoremă faimoasă a lui Hawking care a fost dovedită: că găurile negre se evaporă de-a lungul unor perioade imense de timp. Elucidarea motivului acestei contradicții ar putea dezvălui noi legi ale fizicii.

„Suprafața unei găuri negre nu poate fi redusă, care este ca al doilea principiu al termodinamicii. Ea are de asemenea o conservare a masei întrucât nu o poți reduce, așadar asta este analogic conservării energiei”, afirmă Maximiliano Isi, astrofizician la Massachusetts Institute of Technology (MIT) și autor principal al studiului.

„Inițial oamenii se gândeau 'Wow, asta este o paralelă interesantă' dar ne-am dat seama rapid că este ceva fundamental. Găurile negre au entropie și aceasta este proporțională cu suprafața lor. Nu este doar o coincidență inedită, este un fapt important despre lumea pe care ele o dezvăluie”, relatează acesta.

Suprafața unei găuri negre este delimitată de granița sa sferică numită orizontul de evenimente - punctul de la care nimic, nici măcar lumina, nu poate scăpa atracției sale gravitaționale puternice.

Potrivit interpretării lui Hawking a teoriei relativității generale, suprafața unei găuri negre crește odată cu masa acesteia și fiindcă niciun obiect capturat de gaura neagră nu poate ieși din ea, suprafața sa nu se poate micșora.

Însă suprafața unei găuri negre scade cu cât aceasta se rotește mai mult, făcându-i pe cercetători să se întrebe dacă aruncarea unui obiect înăuntrul acesteia suficient de puternic pentru a face gaura neagră să se rotească suficient pentru a-i mișcora suprafața.

„O vei face să se rotească mai mult, dar nu suficient pentru a contrabalansa masa pe care tocmai ai adăugat-o”, afirmă Isi. „Orice ai face, masa și rotația vor face ca suprafața pe care o obții să fie mai mare”.


FOTO: NASA

Unde gravitaționale


Pentru a testa această teorie cercetătorii au analizat unde gravitaționale, sau fluctuații în curbura timp-spațiu, create în urmă cu 1,3 miliarde de ani de către două găuri negre gigantice pe măsură ce se apropiau una de cealaltă cu o viteză foarte mare.

Acestea au fost primele unde gravitaționale detectate vreodată în 2015 de către Observatorul interferometru laser de unde gravitaționale (LIGO), o rază laser cu o lungime de 3.000 de kilometri capabilă să depisteze cele mai subtile distorsiuni din curbura timp-spațiu.

Prin împărțirea semnalului în două jumătăți - înainte și după unirea celor două găuri negre, cercetătorii au calculat masa și rotația ambelor găuri negre originale și a cele noi rezultate din unirea lor. Aceste date le-au permis apoi să calculeze suprafața fiecărei găuri negre înainte și după coliziune.

„Pe măsură ce se rotesc tot mai rapid una în jurul celeilalte, undele gravitaționale cresc în amploare tot mai mult până când în cele din urmă se izbesc între ele - provocând această rafală mare de valuri”, afirmă Isi.

„Ceea ce rămâne este această nouă gaură neagră într-o stare excitată pe care o poți studia prin analizarea modului în care vibrează. Este ca și când lovești un clopot, sunetele specifice și duratele lor îți vor spune structura acelui clopot și din ce este făcut”, explică acesta.

Suprafața găurii negre nou create a fost mai mare decât a celor două inițiale, confirmând legea lui Hawking cu un grad de încredere de peste 95%.

Cercetătorii afirmă că rezultatele la care au ajuns sunt în linii mari cele la care se așteptau, teoria relativității generale - de unde a provenit legea - facând o treabă bună în explicarea găurilor negre și a altor obiecte masive.


FOTO: Space.com

Relativitate generală versus mecanică cuantică


Însă adevăratul mister începe când încercăm să integrăm relativitatea generală - regulile care guvernează obiectele mari - cu mecanica cuantică - regulile în funcție de care se comportă cele foarte mici.

Lucruri bizare încep să se întâmple, aruncând în haos toate regulile noastre acceptate și încălcând complet legea privind suprafața.

Acest lucru se întâmplă din cauză că găurile negre nu se pot micșora potrivit relativității generale însă o pot face conform mecanicii cuantice.

Hawking a elaborat un conceput cunoscut drept radiația Hawking, fenomen în care particule sunt emise la marginea găurilor negre prin efecte cuantice stranii.

Fenomenul duce la micșorarea găurilor negre și, de-a lungul unei perioade de câteva ori mai mare decât vârsta actuală a universului, la evaporarea lor.


FOTO: Wikimedia Commons

Această evaporare ar putea avea loc în perioade de timp suficient de mari încât să nu încalce legea privind suprafața găurilor negre pe termen scurt, însă acest lucru este o palidă consolare pentru fizicieni.

„Statistic, de-a lungul unei perioade de timp foarte îndelungate, această lege este încălcată”, afirmă Isi.

„Este ca și când fierbi apă, obții aburi care se evaporă în tigaia ta dar dacă te limitezi să privești doar apa care dispare din interiorul său ai putea fi tentat să spui că entropia tigăii scade. Însă dacă ții cont și de aburi, entropia generală pe care o ai a crescut. Același lucru se întâmplă și cu găurile negre și radiația Hawking”, explică acesta.

Cercetătorii urmează să studieze în continuare datele obținute de la mai multe unde gravitaționale pentru a încerca să obțină mai multe informații legate de găurile negre.

„Sunt obsedat de aceste obiecte din cauza paradoxurilor lor. Sunt extrem de misterioase și greu de înțeles dar în același timp știm că sunt cele mai simple obiecte care există”, afirmă Isi.

Studiul cercetătorilor de la MIT a fost publicat pe 26 mai în revista Physical Review Letters.

Citește și:




Citeste doar ceea ce merita. Urmareste-ne si pe Facebook si Instagram.

















12415 vizualizari

  • -38 (46 voturi)    
    wow, absolut genial!!!!! (Luni, 21 iunie 2021, 17:09)

    Crup [utilizator]

    Deci, sa recapitulam. Gaura neagra este acel corp din univers care, datorita gravitatiei ei enorme, atrage corpuri din preajma ei. Deci, daca pe suprafata unui corp (in cazul de fata gaura neagra) migreaza in permanenta materie din exterior, suprafata acesteia nu se micsoreaza, ci se mareste!
    Wow, absolut fabulos de genial. CIne ar fi putut crede???
    Acum eu astept urmatorul geniu care sa demonstreze ca daca eu plec din Cluj spre Bucuresti cu masina, odata cu fiecare suta de kilometri parcursi, distanta dintre mine si Bucuresti se micsoreaza, nu se mareste!
    Pacata ca Stephen Hawking a murit, ca poate - in infinita lui genialitate - ar fi demonstrat si acest cumplit paradox prezentat de mine mai sus!
    • +9 (19 voturi)    
      Exemplul calatoriei ... (Luni, 21 iunie 2021, 18:09)

      Emma12 [utilizator] i-a raspuns lui Crup

      ... de la Cluj la Bucuresti nu-i bun, pentru ca depinde de directia aleasa. Adica puteti sa plecati avand in "spate" Bucurestiul si atunci cu fiecare 100 de km parcursi distanta se mareste pana cand ajungeti in jumatatea opusa a globului, dupa care intr-adevar distanta incepe sa se micsoreze. Mai stiu eu ceva care intai se mareste, apoi se micsoreaza, dar nu pot sa spun in public ...:))
      • +1 (1 vot)    
        Prima portie de ris ... (Marţi, 22 iunie 2021, 7:11)

        Observatore [utilizator] i-a raspuns lui Emma12

        ...pe ziua de azi .
      • -2 (6 voturi)    
        ai dreptate.... (Marţi, 22 iunie 2021, 8:37)

        Crup [utilizator] i-a raspuns lui Emma12

        In exemplul meu teoretic de mai sus, trebuia sa precizez ca pe austostrada Cluj-Napoca Bucuresti.
        Bine, un om inferior ca mine ar putea sa spuna ca aceasta autostrada nu exista si - cata vreme in aceasta tara traiesc romani - nici nu va exista vreodata. Ardealul trebuie unit cu autostrazi de Budapesta, nu de Bucuresti... Pentru legatura cu Bucuresti sunt suficiente studiile de fezabilitate, multe, grase... Romanii fac studii de fezabilitate, ungurii autostrazi. Dar asta e alta discutie.
        Dar daca ar trai Stephen Hawking ti-ar putea demonstra matematic ca aceasta autostrada exista acum, si doar noi, in niminicia noastra, nu putem sa ne dam seama de acest adevar indubitabil, incomemensurabil si in-ce vrei tu. :)))))
        • 0 (0 voturi)    
          care ... (Marţi, 22 iunie 2021, 10:21)

          ipsilon [utilizator] i-a raspuns lui Crup

          autostrada ?!
        • +2 (2 voturi)    
          Autostrada exista. (Marţi, 22 iunie 2021, 11:19)

          Lok [utilizator] i-a raspuns lui Crup

          Doar ca e virtuala si apare doar scriptic. Dar in fiecare zi putem observa particule numite "bizoni" in fizica care parcurg distanta cu o viteza ce implica existenta acesteia cel putin temporar pana este anihilata de anti-autostrada sustinuta de particulele masive numite "gropi"
    • +14 (16 voturi)    
      Maestre, (Luni, 21 iunie 2021, 20:21)

      gigifisiune [utilizator] i-a raspuns lui Crup

      exista cluburi pentru geniile ca tine, cum ar fi Mensa. Sunt convins ca ai fi acceptat pe loc. Ai incercat?

      Eu, unul, nu m-am gandit la ce zici tu.

      In schimb, m-am gandit la paradoxurile fizice care se regasesc mai la tot pasul prin Univers, ca de exemplu: Piticele Albe, foste stele, care, in urma transformarii din stele in Pitice Albe, devin, ca dimensiuni, cam la jumatate din diametrul Pamantului, dar cu o masa mai mare. Cu cat adaugi mai multa masa, cu atat devin mai mici in diametru.

      Hopa?! Ce-i, maestre, tocmai a aparut un paradox si s-a marit distanta intre Cluj si Bucuresti?

      Te rog eu, du-te si fa pe clovnul in alta parte, mai eliberam pe aici de zgomote inutile.
    • +1 (3 voturi)    
      D-le WoW (Marţi, 22 iunie 2021, 9:38)

      gibon47 [utilizator] i-a raspuns lui Crup

      în drumul tău de la Cluj la București nu cumva ai
      descoperit de unde a apărut materia în Univers, mai precis în locul unde a avut loc Big-Bang ?
  • -5 (35 voturi)    
    gaura neagra (Luni, 21 iunie 2021, 17:24)

    ras-putin [utilizator]

    unde sint bigotii sa umple forumul cu scuipaturile lor din invataturile "multimilenare".

    cea mai mare gaura neagra din galaxie este bor.
    • -15 (33 voturi)    
      ce treaba are gaura neagra cu religia? (Luni, 21 iunie 2021, 17:50)

      Crup [utilizator] i-a raspuns lui ras-putin

      Vorbesti sa te afli in treba. Asa, ca urasti tu crestinismul.
      Pana una alta, stiinta o tine sus si tare ca universul a aparut fix cum zice in Biblie, adica din nimic. Ma rog, tehnic vorbind, conform teoriei Bing Bang, toata materia din univers era initial concentrata intr-un punct de marimea cam a unui atom. Deci, la scara umana, practic nimic.
      Daca zice stiinta, wow, sigur e adevarat. Daca zice religia, wow, sigur nu e adevarat. :))))) Dar noi suntem neutri si echilibrati! :))))
      • +4 (8 voturi)    
        Omul era metaforic. (Luni, 21 iunie 2021, 23:01)

        Parzivall [utilizator] i-a raspuns lui Crup

        Tu, nici macar alegoric!!!
        • -3 (7 voturi)    
          metaforic o laie (Marţi, 22 iunie 2021, 8:43)

          Crup [utilizator] i-a raspuns lui Parzivall

          Omul era hater, dar in ziua de azi e la moda sa fii hater antireligie. Preferabil crestina.
          • +1 (1 vot)    
            moda ? (Marţi, 22 iunie 2021, 14:53)

            niciolae [utilizator] i-a raspuns lui Crup

            @Crup
            O fi "e la moda sa fii hater antireligie".
            Dar să admiți adevărurile științei, în loc să crezi orbește în ce spune popa, e o dovadă că ești un om cu rațiune.
    • -1 (17 voturi)    
      Sancta Simplicitas (Luni, 21 iunie 2021, 18:41)

      Setalcott [utilizator] i-a raspuns lui ras-putin

      Te-ai întrebat vreodată cum se face ca o teorie matematica din mintea unui om se dovedește după zeci de ani ca se potrivește la fix cu ce se intampla în găuri negre la milioane de ani lumina?
      Nu ma astept de la comentatorii HN sa fie la nivelul unor savanți precum Eugene Wigner, Graham Oppy care discuta astfel de probleme.
      The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in Physical Sciences - dezbatere intre William Lane Craig si Graham Oppy pe marginea articolului lui Wigner.

      https://www.youtube.com/watch?v=8WE1y00bwCU
    • +5 (23 voturi)    
      BOR e gaura neagra (Luni, 21 iunie 2021, 20:01)

      Coresponedntu [utilizator] i-a raspuns lui ras-putin

      a bugetului Romaniei...
    • 0 (10 voturi)    
      Gaura neagra a ignorantei (Luni, 21 iunie 2021, 22:03)

      Altiro [utilizator] i-a raspuns lui ras-putin

      Iata "bigotul": preotul Georges Lemaitre( si profesor de fizica la Univ Catolica din Louvain-Belgia) este autorul teoriei Big-Bang de formare a universului, contemporan si bun prieten cu A.Einstein, mandru ca aceasta teorie nu contravenea convingerilor sale religioase despre Creatie.
  • -9 (27 voturi)    
    Bai cu ce prostii se ocupa unii ... (Luni, 21 iunie 2021, 17:54)

    Emma12 [utilizator]

    ... in loc sa treaca la lucruri serioase,gen construit spitale, autostrazi, fonduri pt pensii speciale ...
    • +5 (9 voturi)    
      Ce treaba are una cu alta? (Luni, 21 iunie 2021, 20:18)

      imi_pasa_de_romania [utilizator] i-a raspuns lui Emma12

      E ca si cand ai zice sa nu inventam masini electrice pana nu terminam spitale... jesus...
      • +2 (2 voturi)    
        Hei, era o parodie ... (Marţi, 22 iunie 2021, 10:17)

        Emma12 [utilizator] i-a raspuns lui imi_pasa_de_romania

        ... o intentie de a arata de cat mult sunt avansati altii fata de noi. Cum sa fac, sa pun in paranteza ca "acest comentariu este o ironie " ?
  • +11 (17 voturi)    
    Bun articol (Luni, 21 iunie 2021, 18:06)

    Bolovanu2 [utilizator]

    Bun articol , nu stiu cine l-a tradus. De obicei G4media si HN traduc de la BBC si Theguardian cu google si iese o aiureala. Nici ala care a scris nu intelege.
    'De data asta e altceva. E bine scris. Probabil ca nu se va repeta.
    De aia citesc articolele direct din sursa atunci cand e vorba de UK, US si le compar intre ele....ceea ce va doresc si voua.
  • -6 (18 voturi)    
    Pacat (Luni, 21 iunie 2021, 18:11)

    raducutu [utilizator]

    ca nu au descoperit cauza gaurilor negre de la bugetul statului...������
  • -8 (12 voturi)    
    Gauri negre (Luni, 21 iunie 2021, 19:42)

    Criogenic_Fear [utilizator]

    Multe teorii si explicatii au aparut de a lungul timpului vis a vis de fenomenele din spatiul cosmic, inclusiv gaurile negre, care in mare parte au ramas la nivel de teorii.
    Teoria prezentata mai sus nu este noua, ea se incadreaza in curentul asa numit crescendo, prin care orice faceai gaura neagra tot crestea si inghitea totul, uitand esentialul: fara gauri negre nu exista galaxii si nici stele, iar de n miliarde de ani de cand exista gaurile negre stelele care pot sustine viata prin planetele din sistemele lor nu au fost inghitite de nici o gaura neagra, desi conform teoriei crescendo intreaga galaxie Calea Lactee si nu numai ar fi trebuit demult sa fie inghitita de gaura neagra centrala. Este greu daca nu imposibil de explicat la nivelul stiintei actuale ce se intampla de fapt in Univers. Sa nu uitam ca prin anii 60 un domn francez sustinea ca a fost vizitat de venusieni si dadea niste descrieri bizare.Acelasi domn brusc a uitat intreaga poveste cand au fost transmise primele date cu adevarat stiintifice de pe suprafata planetei Venus. Istoria se repeta dinou dar la alta dimensiune.


Abonare la comentarii cu RSS

ESRI

Top 10 articole cele mai ...



Hotnews
Agenţii de ştiri
Siteul Hotnews.ro foloseste cookie-uri. Cookie-urile ne ajută să imbunatatim serviciile noastre. Mai multe detalii, aici.



powered by
developed by