Găurile de vierme, tunele ce străbat spaţiu-timpul şi conectează găurile negre, pot fi consecinţa unei bizare proprietăţi cuantice numită inseparabilitate cuantică. Redefinirea ar rezolva paradoxul presant care spune că ai arde în loc să fii zdrobit la intrarea într-o gaură neagră.
Ştiind ce avertisment de pericol să afişezi lângă o gaură neagră nu e tocmai o problemă de zi cu zi. Pentru fizicieni este vorba despre o inconsistenţă între relativitatea generală şi mecanica cuantică. Rezolvarea acestei enigme ar duce la mult căutata teorie a gravităţii cuantice. Relativitatea stipulează că dacă ajungi într-o gaură neagră ai muri de "spaghetificare", o alungire progresivă de către forţe gravitaţionale tot mai intense.
Dar anul trecut, când Joseph Polchinki, de la University of California din Santa Barbara şi colegii lui au explorat implicaţiile cuantice ale găurilor negre, s-au lovit de un obstacol. Găurile negre emit fotoni prin ceva numit radiaţia Hawking şi aceştia sunt corelaţi cu interiorul găurii negre şi între ei. Aceasta infirmă o regulă cuantică ce presupune că particulele nu pot fi corelate cu două lucruri în acelaşi timp.
Pentru a prezerva monogamia cuantică, Polchinski a sugerat anul trecut că de fapt corelarea fotoni - gaura neagră se destramă. Această destrămare cauzează un perete de energie la orizontul evenimentelor găurii negre, care distruge relativitatea, deoarece oricine ar cădea în ea ar arde în loc să se transforme în "spaghetti". Bun venit la paradoxul zidului de foc al găurii negre (eng. black hole firewall paradox).
Soluţii abundă, dar acum doi fizicieni de renume, Juan Maldacena, de la Institute for Advanced Study din Princeton şi Leonard Susskind de la Stanford University, California, au adus cea mai îndrăzneaţă rezolvare de până acum: un nou tip de gaură de vierme ce nu necesită destrămarea corelării cuantice.
În primul rând, perechea de fizicieni a demonstrat că aceste tunele spaţio-temporale, descrise de obicei de matematica relativităţii generale, rezultă de asemenea şi din teoria cuantică, dacă sunt corelate două găuri negre. E ca şi cum gaura de vierme ar fi manifestarea fizică a corelării.
Cei doi au extins apoi ideea la o singură gaură neagră şi radiaţia ei Hawking, rezultând într-un nou tip de gaură de vierme (vezi diagrama). De asemenea, ei au sugerat că această gaură de vierme care uneşte gaura neagră cu propria radiaţie Hawking nu ar prezenta probleme pentru monogamia cuantică, corelarea cuantică normală. Prin urmare zidul de foc nu ar apărea, prezervând relativitatea (arxiv.org/abs/1306.0533).
Patrick Hayden de la McGill University din Montreal, Canada, găseşte convingătoare ideea găurilor de vierme formate din corelarea perechilor de găuri negre, dar afirmă că e nevoie de mai multă muncă în cazul găurii negre şi a fotonului. Între timp, Polchinki este optimist într-un mod precaut: "Cu siguranţă aduce noi idei. Dar totuşi sunt multe găuri de umplut".
Încă mai este loc pentru zidul de foc în noua definiţie a găurilor de vierme. Maldacena şi Susskind au subliniat la rândul lor cum un observator la intrarea în gaura neagră ar putea manipula radiaţia Hawking, formând o undă de şoc care circulă de-a lungul găurii de vierme, creând astfel un zid de foc. Nu e necesar ca acest proces să dea peste cap relativitatea, deoarece zidul de foc este opţional şi nu intrinsec găurii negre. Maldacena speră că o cercetare mai atentă a acestor opţiuni ne va învăţa mai mult despre gravitaţia cuantică.
Textul de mai sus reprezintă traducerea articolului wormhole-entanglement-solves-black-hole-paradox, publicat de New Scientist. Scientia.ro este singura entitate responsabilă pentru eventuale erori de traducere, Reed Business Information Ltd şi New Scientist neasumându-şi nicio responsabilitate în această privinţă.
Traducere: Sebastian Trifa
