Fizica facilitează apariția unor găuri negre cu dimensiuni mult mai reduse comparativ cu cele supermasive ce se află în centrul galaxiilor sau cele ce rezultă din colapsul stelelor uriașe. Sub condiții extreme, găurile negre microscopice pot apărea când spațiul-timp intră într-o stare de tranziție specială, configurându-se într-o structură repetitivă asemănătoare unui cristal. O echipă de studii de la Universitatea Tehnică din Viena (TU Wien) și Universitatea Goethe din Frankfurt a reușit să formuleze matematic acest mecanism, obținând o ecuație precisă printr-o metodă nonconvențională.
Teoretic, nu există o limită minimă pentru mărimea unei găuri negre. În starea critică identificată de cercetători, o adăugare infimă de energie poate determina dacă sistemul se dispersează sau se prăbuștește. Astfel de condiții extrem de dense și haotice cel mai probabil au fost prezente în universul timpuriu, imediat după Big Bang, dând naștere găurilor negre primordiale.
O stare de tranziție specială
Conform teoriei relativității generale formulată de Einstein, masa distorsionează spațiul-timp. În condiții extreme, această distorsionare se poate auto-organiza într-un model repetitiv. Obiectul rezultat devine un „cristal de spațiu-timp”, o stare intermediară și instabilă. Dacă sistemul își pierde energie, se dizolvă în spațiu-timp obișnuit, dar dacă primește o cantitate mică de energie, cristalul se prăbușește imediat într-o gaură neagră microscopică. Simulările computaționale au sugerat această posibilitate din 1993, însă transformarea ei în ecuații matematice a reprezentat o provocare majoră timp de decenii.
Un truc matematic ingenios
Pentru a rezolva ecuațiile, fizicienii au recurs la un truc matematic ingenios: au realizat calculele într-un spațiu ipotetic cu un număr infinit de dimensiuni. Surprinzător, anume calcule extrem de complicate devin considerabil mai simple când numărul dimensiunilor se apropie de infinit. Echipa a ajustat apoi soluția obținută pentru universul nostru cu patru dimensiuni (trei spațiale și una temporală). Această abordare analitică stabilă le oferă cercetătorilor un nou instrument pentru a investiga colapsul gravitațional și formarea găurilor negre primordiale fără a depinde exclusiv de simulările numerice. Rezultatele cercetării au fost publicate în Physical Review Letters.
Vă mai recomandăm să citiți și:
– [O gaură neagră a generat una dintre cele mai intense explozii stelare observate vreodată](https://www.descopera.ro/stiinta/21121908-o-gaura-neagra-a-declansat-una-dintre-cele-mai-puternice-explozii-stelare-observate-vreodata)
– [O stea care orbitează gaura neagră a Căii Lactee cu 8% din viteza luminii impresionează astronomii](https://www.descopera.ro/stiinta/21114377-o-stea-care-orbiteaza-gaura-neagra-a-caii-lactee-cu-8-din-viteza-luminii-ii-uimeste-pe-astronomi)
– [Astronomii au detectat cele mai intense emisii observate vreodată la o gaură neagră supermasivă](https://www.descopera.ro/stiinta/21091428-astronomii-au-detectat-cele-mai-puternice-emisii-observate-vreodata-la-o-gaura-neagra-supermasiva)
– [A fost identificată o gaură neagră care emite mai multă energie decât Steaua Morții](https://www.descopera.ro/stiinta/21019367-a-fost-descoperita-o-gaura-neagra-care-emite-mai-multa-energie-decat-steaua-mortii)
