Cinci teorii ale găurilor negre care îți vor uimi mintea

Găurile negre sunt printre cele mai fascinante și controversate obiecte din univers.

Ei au captat imaginația publicului timp de decenii, în parte datorită regretatului Stephen Hawking, care i-a transformat dintr-o teorie științifică greu de înțeles într-o sursă de mirare misterioasă.

De asemenea, au pătruns în cultura populară prin reviste de science fiction, Star Trek și blockbuster-uri de la Hollywood.

Dar care sunt cele mai bizare și captivante cinci teorii ale găurii negre care sunt atât de insondabile încât sunt uluitoare?

Aici MailOnline aruncă o privire.

1. Sunt înconjurați de un „cerc de foc”

În 2019, astronomii au capturat prima imagine a unei găuri negre într-o galaxie îndepărtată.

Descris de oamenii de știință drept „un monstru”, este de trei milioane de ori mai mare decât Pământul.

Imaginea arată un „cerc de foc” intens strălucitor, așa cum l-au descris cercetătorii, înconjurând o gaură neagră perfect circulară.

„Este ca și cum ai privi porțile iadului”, a spus Heino Falcke de la Universitatea Radboud din Nijmegen, Țările de Jos.

Pe măsură ce găurile negre consumă materia care se rătăcește prea aproape, o stoarce într-un disc supraîncălzit de gaz strălucitor.

Oglindind gaura neagră uriașă din inima galaxiei vecine Messier 87 (M87), partea de jos a inelului pare strălucitoare în timp ce gazele din interiorul său sunt biciuite spre Pământ.

De asemenea, gaura neagră îndoaie lumina în jurul ei, ceea ce creează umbra circulară.

2. Au „păr”

În 2015, regretatul fizician profesor Stephen Hawking a sugerat că găurile negre nu sunt „închisoarea eternă” pe care mulți o cred, adăugând că este posibil ca datele să se scurgă din abis.

Un an mai târziu, el a extins teoria afirmând că răspunsul se află în particulele cu energie zero, sau „părul moi”, care se află la orizontul găurii negre.

Acest lucru sugerează că particulele de la orizontul evenimentelor, limita găurii negre, ar fi formate din fotoni și gravitoni, care sunt pachete subatomice de lumină și energie gravitațională.

Aceste particule cuantice de energie foarte scăzută sau chiar zero, depuse la marginea găurii negre, pot prelua și stoca informații extrase din particulele care cad în gaura neagră.

Acest lucru înseamnă efectiv că, deși particulele care cad în gaura neagră ar fi dispărut, informațiile lor continuă să zăbovească pe marginea uitării în aceste „pări moi” ale particulelor cuantice.

Fizicianul teoretician a comparat feedback-ul cu o enciclopedie arsă, unde informația nu s-ar pierde din punct de vedere tehnic, dar ar fi incredibil de greu de descifrat.

Ipoteza nu a fost dovedită, dar ar putea ajuta la rezolvarea unui paradox de lungă durată cu privire la ceea ce se întâmplă cu gazele și praful care au căzut într-o gaură neagră.

3. Ei emit fântâni cu gaz

Prinderea gravitațională puternică a unei găuri negre înseamnă că nimic nu poate scăpa dacă se apropie foarte mult de marginea găurii.

Dar multe dintre aceste obiecte misterioase sunt de fapt înconjurate de o acumulare de gaz și praf care înconjoară găurile negre la fel ca apa care curge într-un canal.

Potrivit unui studiu din 2018, această acumulare de materie este un proces în trei etape.

În primul rând, gazul rece formează un disc lângă planul de rotație, încălzindu-se până când moleculele se descompun.

Unele dintre aceste molecule sunt expulzate deasupra și dedesubtul discului, care apoi cade înapoi pentru a crea o structură asemănătoare unei fântâni.

Observațiile alternative sugerează, de asemenea, că această mișcare produce inele arcuite care înconjoară coloane interne de materie, care trage direct în aer și seamănă puternic cu fântânile.

4. Sunt sursa energiei întunecate

Luna trecută, oamenii de știință de la Imperial College London au făcut un anunț interesant despre găurile negre.

Ei au dezvăluit într-un mod incitant că obiectele ar putea fi de fapt sursa unei energii necunoscute cunoscută sub numele de energie întunecată.

În esență, teoria Big Bang a creării universului nostru a prezis inițial că expansiunea sa va încetini – sau chiar va începe să se contracte – din cauza forței gravitaționale.

Dar în 1998, astronomii au fost surprinși să descopere că nu numai că universul încă se extinde, dar că expansiunea se accelerează.

Pentru a explica această descoperire, s-a propus că o „energie întunecată” ar fi responsabilă pentru destrămarea lucrurilor mai puternic decât gravitația.

Acest lucru era legat de un concept pe care Einstein îl propusese, dar mai târziu îl abandonase – o „constantă cosmologică” care s-a opus gravitației și a împiedicat universul să se prăbușească.

Găurile negre au pus totuși o problemă: este greu de opus gravitației lor extrem de puternice, mai ales în centrul lor, unde totul pare să se prăbușească într-un fenomen numit „singularitate”.

Pentru a explora problema în continuare, a O echipă de 17 cercetători din nouă țări a studiat nouă miliarde de ani de evoluție a găurii negre.

Ei au observat galaxii vechi și latente și au descoperit că găurile negre câștigă masă într-un mod compatibil cu dacă conțin energie în vid sau energie întunecată.

De fapt, dimensiunea universului în diferite momente în timp se potrivea îndeaproape cu masa găurilor negre supermasive din inimile galaxiilor.

Cu alte cuvinte, cantitatea de energie întunecată din univers poate fi explicată prin energia în vid a găurilor negre, ceea ce înseamnă că găurile negre sunt sursa energiei întunecate.

5. Pot fi „uși din spate” către alte părți ale universului

Adânc într-o gaură neagră se află singularitatea gravitațională, unde spațiu-timpul se îndoaie spre infinit și orice materie care trece prin aceasta poate supraviețui.

Sau cel puțin asta am crezut mereu.

Cu toate acestea, într-un studiu recent, cercetătorii au sugerat că ar putea exista de fapt o cale de ieșire printr-o gaură de vierme din centrul găurii negre, care acționează ca o „ușă din spate”.

Conform acestei teorii, orice călătorește prin gaura neagră ar fi „spaghetificat” sau întins la limită, dar ar reveni la dimensiunea normală atunci când ar apărea într-o altă regiune a universului.

Deși este puțin probabil ca un om să supraviețuiască acestui proces, cercetătorii spun că materia din interiorul găurii negre nu s-ar pierde pentru totdeauna așa cum se credea anterior, ci ar fi în schimb expulzată într-o altă zonă a găurii negre, a universului.

Și, spun cercetătorii, nu ar fi nevoie de energie „exotică” pentru a genera gaura de vierme, așa cum sugerează teoria gravitației a lui Einstein.