Auzi cuvintele „gaură neagră” și s-ar putea să te gândești la un vârtej care se învârte, aspirând totul în fălcile sale ca unchiul tău la un bufet de nuntă. S-ar putea să vă imaginați că o stea este trasă spre ea ca o bucată de spaghete, agitând în jurul golului până când este scoasă din existență. Realitatea nu este la fel de simplă sau delicioasă. Iată manualul nostru.
Ce este o gaură neagră?
Găurile negre i-au confundat pe fizicieni de secole, dar o descriere simplă ar fi o zonă din spațiu-timp care are o gravitație atât de puternică, chiar și lumina nu poate scăpa de atracția sa.
Unul dintre primele lucruri de înțeles despre găurile negre este că nu sunt spații goale, ci mai degrabă materie compactată într-o zonă foarte mică. O gaură neagră poate avea masa de 20 de stele, de exemplu, dar să fie doar de mărimea centrului Londrei. Această densitate face lucruri ciudate legilor timpului și spațiului, una dintre acestea fiind apariția unei bariere teoretice numite orizontul evenimentelor.
CITIȚI NEXT: descoperirea găurii negre dezvăluie avioane oscilante observate de supercomputere
Vedeți descoperirea asemănătoare cu gaura neagră dezvăluie avioane care se clatină observate de supercalculatoare. Cea mai veche gaură neagră supermasivă găsită vreodată este văzută la 13,7 miliarde de ani lumină distanță
În teoria relativității generale a lui Albert Einstein, orizontul evenimentelor este un punct de neîntoarcere. Pe măsură ce un obiect se apropie de orizontul evenimentelor, tot mai multe căi luate de particulele sale se îndoaie spre gaura neagră. Odată ce orizontul evenimentului a fost încălcat, deformarea spațiu-timp devine atât de mare încât nu există nicio modalitate în care particulele să se deplaseze spre exterior.
Acesta este punctul în care gaura devine neagră, când lumina este incapabilă să scape de a fi trasă înainte, înainte, către o singularitate gravitațională; un punct în care spațiul-timp a devenit atât de distorsionat, încât curbura sa este infinită. Aici, toate legile fizicii așa cum le înțelegem sunt aruncate pe fereastră. Nimeni nu știe cu adevărat ce se întâmplă la singularitate.
Cât de mari sunt găurile negre?
Există patru clase de găuri negre, deși două dintre acestea sunt ipotetice. La capătul superior al spectrului sunt găuri negre supermasive, despre care se crede că se află în centrul majorității galaxiilor. Se crede că cel din Calea noastră Lactee, cunoscut sub numele de Săgetător A *, are masa de 4 milioane de sori cu un orizont de evenimente care se întinde pe 44 de milioane de kilometri.
La capătul inferior al spectrului se găsește micro gaura neagră, care ar putea fi la fel de mică ca un singur atom, deși încă nu trebuie să măsurăm una de această dimensiune. Între acestea două sunt găuri negre ipotetice cu masă intermediară și găuri negre stelare - create de prăbușirea stelelor cu aproximativ de trei ori sau mai mult masa soarelui nostru.
(Impresia artiștilor despre gaura neagră stelarăCygnus X-1. Credit:NASA / CXC / M.Weiss)
O altă posibilă categorie interesantă este gaura neagră primordială, propusă pentru prima dată de Stephen Hawking în 1971. Aceste gauri negre ipotetice ar fi putut fi formate în timpul nașterii universului, înainte ca stelele să intre în existență, și pot conține explicații cruciale pentru existența materiei întunecate. .
CITIȚI NEXT: Cea mai detaliată simulare a universului nostru a făcut vreodată o întindere uluitoare de un miliard de ani lumină
Eforturile de a le găsi au ajuns până acum sec, deși acest lucru s-ar putea schimba datorită parteneriatului Ligo-Fecioară și detectării undelor gravitaționale. Posibilitatea de a detecta valuri în țesătura spațiu-timp ar putea deschide calea pentru investigații suplimentare, privind înapoi în timp pentru fuziunile găurilor negre care sunt înainte de stele.
Ce s-ar întâmpla cu mine dacă aș cădea într-o gaură neagră?
Dacă ai fi avut ghinionul să te trezești aspirat într-o gaură neagră (felicitările mele), ni se vor întâmpla niște lucruri ciudate, iar unele chiar mai ciudate se vor întâmpla cuiva care te urmărește de la o distanță sigură.
Ceea ce se întâmplă atunci când un obiect încalcă orizontul evenimentelor nu este ușor de înțeles și asta pentru că acesta este punctul în care două modele diferite de fizică - mecanica cuantică și relativitatea generală - se contrazic.
Există o scriere excelentă a acestui cadru - numit paradoxul informației despre gaura neagră - de către Amanda Gefter pentruBBC . Esența acestuia este următoarea: pentru cineva care te urmărește încălcând orizontul evenimentelor, ai fi încet distruși de distorsiunea spațiului, de încetinirea timpului și de căldura radiației Hawkings - ceva care, de asemenea, va disipa în cele din urmă gaură neagră.
Deci ești mort, nu? Nu chiar. Conform relativității generale, ați trece de fapt prin orizontul evenimentelor, fără a observa efectele gravitației pentru că ați fi în cădere liberă (ceva ce Einstein a numit al său cel mai fericit gând ), căzând spre singularitate.
Dar cum poți călători prin spațiu și să fii ars în același timp? Acest dilem se întâmplă deoarece fizica cuantică spune că informațiile nu pot fi pierdute și, prin urmare, corpul vostru trebuie să rămână în afara orizontului. Cu toate acestea, dacă nu traversați orizontul evenimentelor, veți încălca legile relativității generale. Oamenii de știință au postulat o serie de soluții pentru a concilia aceste legi contradictorii ale naturii, dar paradoxul este un semn de întrebare continuu în centrul fizicii.
Atunci când vine vorba de găurile negre, atunci nu numai lumina nu poate scăpa, ci și creierul generațiilor de gânditori.
cum se filtrează căutarea pe facebook
Credit de imagine principal: Wikimedia Commons
