O nouă ipoteză ar putea rezolva una dintre cele mai mari enigme legate de găurile negre: singularitatea
Un nou model teoretic avansat de o echipă internațională de cercetători aduce o schimbare radicală în felul în care percepem găurile negre. Aceștia afirmă că este posibil să conturăm aceste obiecte cosmice fără a face referire la temuta „singularitate” – acel punct central al unei găuri negre unde densitatea devine infinită și legile fizicii cunoscute nu mai sunt valabile. Această descoperire ar putea reprezenta un moment esențial în reconcilierea celor două teorii fundamentale ale fizicii contemporane: relativitatea generală și mecanica cuantică.
Ce reprezintă, de fapt, o singularitate?
Teoria relativității generale, dezvoltată de Albert Einstein în 1915, descrie gravitația ca o consecință a curburii spațiu-timpului cauzate de prezența masei și energiei. Găurile negre apar ca soluții valide la ecuațiile sale de câmp, în special în modelul Schwarzschild, formulat pentru prima dată de Karl Schwarzschild în timpul Primului Război Mondial.
În centrul acestor găuri negre, toate calculele duc la un rezultat problematic: singularitatea – un punct infinit de densitate unde timpul și spațiul își pierd semnificația fizică. Aceasta este zona în care relativitatea generală se destramă și este necesară o nouă teorie a gravitației care să integreze efectele cuantice.
Problema singularității: fizica clasică în contradicție cu realitatea
Conceptul de singularitate este extrem de desconfortabil pentru fizicieni. Este ca și cum universul ar admite că legea sa fundamentală, relativitatea generală, nu mai este aplicabilă în acele condiții extreme. „Singularitatea este cea mai enigmatică și problematică parte a unei găuri negre”, declară Robie Hennigar, cercetător la Universitatea Durham din Anglia și unul dintre autorii noii teorii. „Este locul în care conceptele noastre despre timp și spațiu pur și simplu nu mai sunt funcționale. Dacă eliminăm singularitățile, găurile negre devin entități mult mai comune și mai bine înțelese.”
Propunerea oamenilor de știință: găuri negre fără singularități
Pentru a aborda această problemă, cercetătorii au modificat ecuațiile de câmp ale lui Einstein, astfel încât gravitația să se comporte diferit în condiții de curbură extremă a spațiu-timpului. Practic, în modelul lor, gravitația devine mai „blândă” pe măsură ce se apropie de centrul unei găuri negre, iar atracția imensă nu mai duce la colapsul absolut al materiei într-un punct infinit. Prin urmare, singularitatea dispare.
Această metodă inovatoare se încadrează într-un domeniu emergent numit gravitație cuantică efectivă, care consideră că relativitatea generală este o aproximare validă în majoritatea condițiilor fizice, dar necesită ajustări atunci când se referă la regiuni de spațiu-timp extrem de curbate – cum ar fi centrele găurilor negre sau momentul inițial al Universului.
Implicații pentru fizica fundamentală și cosmologie
Această teorie alternativă ar putea reprezenta un pas semnificativ spre o „teorie a totului” – unificarea relativității generale cu fizica cuantică, un obiectiv major al fizicii teoretice contemporane. De asemenea, ar putea aduce claritate în multe întrebări legate de natura universului timpuriu, într-o perioadă în care condițiile erau la fel de extreme ca într-o singularitate. Dacă această abordare este corectă, atunci am putea reconsidera integral modul în care universul a evoluat imediat după Big Bang, în timpul inflației cosmice, lăsând urme detectabile în radiația cosmică de fond sau în structura largă a cosmosului.
Cum putem verifica această teorie?
Una dintre provocările mari este că interiorul unei găuri negre se află dincolo de orizontul evenimentelor – zona limită de unde nimic, nici măcar informația, nu poate scăpa. Cu alte cuvinte, nu putem „observa” direct ce se înt
