Stephen Hawking. Sursă foto: Facebook
Din cuprinsul articolului
O echipă internațională de cercetători a demonstrat cu ajutorul detectoarelor LIGO validitatea unei predicții făcute de Stephen Hawking în 1971, transmite publicația Live Science. Fizicianul britanic a susținut că suprafața totală a unei găuri negre nu poate scădea atunci când două astfel de obiecte cosmice se contopesc, indiferent de energia sau rotația lor. „Chiar dacă pare o afirmație simplă, are implicații uriașe”, a subliniat Maximiliano Isi, profesor la Columbia University, după confirmarea teoriei în urma unei fuziuni observate cu un detector ultra peroformant, la începutul acestui an.
Cum a fost detectat fenomenul
Observația a fost posibilă datorită undelor gravitaționale înregistrate de LIGO, un instrument capabil să surprindă perturbările spațiu-timpului generate de coliziuni cosmice majore. Prima detecție de acest tip a avut loc pe 14 septembrie 2015, când a fost confirmată teoria relativității generale a lui Albert Einstein. De atunci, tehnologia a fost perfecționată, astfel încât asemenea evenimente sunt identificate acum aproape la fiecare trei zile, comparativ cu unul pe lună în urmă cu un deceniu, potrivit Caltech.
În cazul din 14 ianuarie, două găuri negre s-au unit într-un obiect unic, semnificativ mai mare. Suprafața totală înainte de fuziune era de aproximativ 243.000 km², iar după coliziune noua gaură neagră a ajuns la circa 400.000 km². Practic, rezultatul a depășit suma părților, confirmând teoria lui Hawking.
Stephen Hawking descoperise că găurile negre emit radiații
Cercetătorii din cadrul colaborării LIGO-Virgo-KAGRA subliniază că rezultatul reprezintă o validare directă a celei de-a doua legi a mecanicii găurilor negre, formulată de Hawking. Aceasta este comparabilă cu a doua lege a termodinamicii, care afirmă că entropia nu poate scădea. „Ne arată că relativitatea generală are legături profunde cu natura cuantică a acestor obiecte”, a precizat Isi.
Astfel, găurile negre nu mai sunt privite doar ca entități gravitaționale, ci și ca obiecte termodinamice, cu entropie și radiație emisă datorită efectelor cuantice din apropierea orizontului evenimentelor. Această schimbare de paradigmă a fost consolidată de descoperirea lui Stephen Hawking că găurile negre emit radiații.
Cosmos. Sursă foto: Facebook
„Clopotul” spațiu-timpului
Pentru a atinge precizia actuală, cercetătorii au analizat detaliat forma și durata undelor gravitaționale generate de eveniment, denumit GW250114. Noua gaură neagră a produs o vibrație comparată cu sunetul unui clopot. „Este ceea ce se întâmplă când o gaură neagră este perturbată, asemenea unui clopot care vibrează după ce este lovit”, a explicat Katerina Chatziioannou, profesoară de fizică la Caltech.
Fenomenul, cunoscut drept „ringdown”, a arătat fără dubii că suprafața finală a obiectului rezultat era mai mare decât suma celor două inițiale. În plus, rezultatul confirmă și ipoteza matematicianului Roy Kerr, formulată în urmă cu șase decenii, potrivit căreia două găuri negre cu aceeași masă și același moment cinetic sunt identice din punct de vedere matematic.
Ce urmează pentru cercetători
În prezent, rețeaua LIGO cuprinde două detectoare în Statele Unite, aflate la Hanford și Livingston, care colaborează cu observatoarele Virgo din Europa și KAGRA din Japonia. În jurul anului 2030 este așteptată și inaugurarea LIGO-India, care va crește capacitatea de localizare a surselor undelor gravitaționale.
Pe lângă acestea, proiecte precum Cosmic Explorer, în SUA, sau Einstein Telescope, în Europa, propun interferometre mult mai mari, capabile să „asculte” chiar și primele fuziuni de găuri negre din istoria universului.
