Printre altele, teoria relativităţii generalizate a lui Albert Einstein prezice existenţa unuia dintre cele mai stranii fenomene cosmice - găurile negre. Ipoteze recente sugerează că în chiar mijlocul galaxiei noastre este o imensă gaură neagră. De ce sunt aceste găuri "negre"? Citiţi în acest articol.
Se cunoaşte faptul că masa distorsionează spaţiul. Ştim şi că traiectoria luminii este afectată de gravitaţie. Mai ştim că teoria relativităţii generalizate a lui Einstein prezice existenţa unuia dintre cele mai stranii obiecte imaginate de fizicieni – găurile negre.
CE SUNT GĂURILE NEGRE ?
Dacă ar putea fi produsă o deformare suficient de mare în structura spaţiu-timpului prin plasarea unei mase imense într-un volum suficient de mic, atunci continuumul spaţiu-timp ar fi atât de puternic curbat în acea zonă încât nimic, nici măcar lumina, nu ar putea să-i scape. Şi din moment ce nimic nu poate călători mai rapid decât lumina, orice ar pătrunde în acea regiune a spaţiu-timpului ar fi prins în interiorul acesteia până când diverse efecte cuantice i-ar permite să scape.
Ce sunt găurile negre ? Cum le localizează astronomii ?
Găurile negre pot fi de diverse dimensiuni şi pot avea diferite mase. Este necesar doar ca suficientă materie (masă) să fie concentrată într-un volum redus astfel încât aceasta să sufere un colaps sub influenţa propriei gravitaţii.
Găurile negre stelare se formează atunci când stele de cel puţin 20 de ori mai masive decât Soarele îşi epuizează combustibilul nuclear şi nu mai pot întreţine reacţiile care au loc în interiorul lor. Acestea se răcesc rapid, suferă un colaps din cauza propriei gravitaţii, iar unda de şoc astfel generată duce la explozia învelişului exterior al stelei în cadrul unui fenomen cosmic de proporţii colosale care poartă numele de "supernovă".
Numai că nucleul dens de mici dimensiuni al stelei poate rămâne compact datorită aceleiaşi forţe a gravitaţiei. Şi pe măsură ce colapsul continuă sub influenţa greutăţii proprii, particulele atomice din nucleu se zdrobesc unele de altele până tot ceea ce mai rămâne este o gaură neagră.
SINGULARITATEA ŞI ORIZONTUL EVENIMENTELOR
În centrul său există ceea ce poartă numele de "singularitate", masa unei întregi stele concentrată într-un punct al spaţiului. În jurul său este un înveliş invizibil cunoscut drept "orizontul evenimentelor". Este un punct limită la nivel cosmic. Odată depăşită această graniţă, nimic, nici măcar lumina, nu mai poate scăpa gravitaţiei găurii negre decât prin intermediul unor efecte şi procese cuantice.
TIPURI DE GĂURI NEGRE
Găurile negre super-masive pot îngloba de câteva miliarde de ori mai multă materie decât conţine Soarele. Aceşti monştri cosmici există în centrul fiecărei galaxii de mari dimensiuni.
Imagine simulată pe computer a unei găuri negre
Găurile negre microscopice au mase minuscule şi în acest caz efectele mecanicii cuantice devin foarte importante. Există teorii care afirmă că acest tip de găuri negre ar fi apărut la momentul Big Bang-ului, şi ar fi dispărut repede sub influenţa efectelor cuantice anterior menţionate. Se crede că în momentul dispariţiei lor acestea ar emite rafale de particule de energii înalte, numai că asemenea evenimente nu au fost detectate, cel puţin până în 2008.
CUM DETECTĂM O GAURĂ NEAGRĂ ?
Nu este posibilă studierea şi observarea directă a fenomenelor de dincolo de orizontul evenimentelor unei găuri negre. De altfel, despre un obiect care traversează această graniţă imaginară se poate spune că a părăsit pentru totdeauna Universul nostru. Şi atunci, din moment ce nimic, nici măcar lumina, nu poate scăpa acţiunii unei găuri negre, cum reuşesc astronomii să detecteze asemenea fenomene cosmice?
Localizarea unei găuri negre izolate în spaţiul cosmic este posibilă datorită observării traiectoriilor curbe pe care lumina provenită de la stelele dinapoia sa le urmează. O şi mai bună şansă de a detecta o gaură neagră ar exista dacă aceasta nu ar fi izolată într-o regiune a spaţiului cosmic, ci ar fi însoţită de o stea vecină care să orbiteze în jurul său. Acest tip de gaură neagră ar absorbi materie din steaua vecină, care ar orbita în jurul său, la o distanţă sigură, în exteriorul orizontului de evenimente. Materia provenită din stea s-ar încălzi pe măsură ce ar fi atrasă înspre gaura neagră, fiind astfel emise cantităţi imense de radiaţie de mare energie. Radiaţiile foarte puternice care provin din zone mici ale spaţiului sau de la stele care orbitează în jurul unor parteneri invizibili - iată care sunt indiciile cu ajutorul cărora cărora putem localiza o gaură neagră.
Notă: articolul de mai sus este reproducerea textului folosit în film.
Traducerea: Scientia.ro.
Credit: www.cassiopeiaproject.com
