2008-01-21

Ce este în interiorul unei găuri negre?

Ce este in interiorul unei gauri negre?
Foto: Corzi în interiorul unei găuri negre Sursa: Interactions.org
Un grup de cercetători conduşi de către Jun Nishimura, profesor asociat la KEK, au reuşit să evidenţieze pentru prima oară condiţiile din interiorul unei gauri neagre cu ajutorul unei simulări pe calculator utilizând teoria corzilor.


Categorie: Fizica
Postată de: Adrian Buzatu

Grupul de cercetători au facut simulări numerice utilizând teoria corzilor, cu ajutorul căreia se poate descrie comportamentul particulelor elementare. Au confirmat pentru prima oară că în o gaură neagră energia depinde de temperatură la o anumită putere, acest comportament fiind prezis de calculele bazate pe teoria lui Hawking.

Rezultatul demonstrează că proprietăţile termodinamice alea găurilor negre, proprietăţi precum radiaţia Hawking, pot fi explicate de către o mulţime de corzi aflate în interiorul găurii negre, prezise teoria corzilor.

Găurile negre sunt obiecte astronomice prezise de teoria relativităţii generale a lui Einstein. Datorită puternicului câmp gravitaţional, spaţiu şi timpul sunt atât de puternic distorsionate, încât toată materia şi inclusiv lumina sunt atrase de către gaura neagră. În 1974 fizicianul britanic, Stephen Hawking a demonstrat că lumină şi particule sunt emise de către suprafaţa găurii negre, prin urmare aceasta devinind din ce în ce mai mică. Încă de atunci s-a presupus existenţa unei structuri în interiorul găurilor negre.

Cu toate acestea, nu s-a reuşit să se descrie starea interiorului unei găuri negre deoarece curbura spaţiu-timpului devine aşa de mare, încât numai teoria relativităţii generale nu mai este valabilă, fiind necesar a se lua în considerare fluctuaţii cuantice.

Pe de altă parte, în domeniul particulelor elementare, teoria corzilor a fost propusă pentru a unifica în un mod consistent relativitatea generală cu mecanica cuantică. Teoria corzilor descrie toate particulelele elementare descoperite până acum ca şi corzi foarte scurte, care oscilează cu diferite frecvenţe, şi care se propagă în spaţiu-timp de 10 sau 11 dimensiuni. Astfel, în mod natural teoria corzilor prezice existenţa gravitonilor. Astfel, relativitatea generalizată, care explică gravitaţia, este extinsă natural la scala fizicii particulelor elementare. Întrebarea dacă teoria corzilor poate să descrie structura interioară a unei găuri negre a atras de ceva vreme atenţia fizicienilor teoreticieni din lumea întreagă.

Cercetatori japonezi au stabilit o metodă care tratează eficient oscilaţia corzilor în funcţie de frecvenţa acestora. Comportamentul termodinamic al corzilor ce se presupune că există în interiorul unei găuri negre a fost calculat după această metodă, utilizând un supercalculator "Hitachi SR11000 model K1".


Supercalculatorul Hitachi SR11000 model K1 a fost folosit pentru această simulare. A fost instalat la KEK în martie 2006. Are o putere de calcul de 2.15 milioane de milioane de calcule pe secundă.

Multă vreme s-a considerat că structura interioară a unei găuri negre poate fi dedusă numai din radiaţia Hawking emisă de suprafaţa găurii negre. Rezultatul acestei cercetări arată că misterioasele prorietăţi termodinamice ale găurilor negre pot fi explicate considerând că interiorul găurii negre găzduieşte o mulţime de corzi oscilante.


Cum vede un artist interiorul unei găuri negre ca o colecţie de corzi.



Punctele reprezintă energia mulţimii de corzi în funcţie de temperatură. Linia continuă reprezintă energia găurii negre în funcţie de temperatură, prezisă de teoria lui Hawking. Observăm că la temperaturi mici, cele două teorii cad de acord.

Este de aşteptat ca teoria corzilor să se dezvolte şi mai mult, jucând astfel un rol important în rezolvarea unor probleme interesante precum evaporarea găurilor negre, starea Univerului timpuriu şi a creaţiei tuturor lucrurilor. Acest rezultat a fost publicat în revista Physical Review Letters.

Articol tradus de Niţu Cosmin Gheorghe şi Adrian Buzatu din declaraţia de presă din 16 ianuarie 2008 a laboratorului Japonez KEK pentru www.fizicaparticulelor.ro.

Comentarii

  • January 23, 2008, 8:23 pm - Adi

    Draga "Prostu", te rog intreaba ceva ce nu ai inteles si vom face tot posibilul sa explicam.

    In alta ordine de idei, aceasta este o traducere din o declaratie de presa a unei cercetari. Daca nu ti se pare suficient de precisa, ai dreptate. In cateva paragrafe nu se poate mentiona noutatea si totusi sa se explice notiunile de baza din teoria relativitatii generale, care i-a luat lui Einstein 10 ani doar sa o conceapa. Insa o declaratie de presa e menita sa fie inteleasa si apreciata de ziaristi si se poate face mereu mai buna.

    Tocmai de aceea articolul imediat urmator, cronologic, cel despre corzi cosmice mari cat Universul, l-am conceput in cuvintele mele ca plecand de la descoperire/studiu si apoi introducand notiunile elementare ale ideii, pentru a intelege oricine. Si acolo, daca nu e clar, voi relua. Cineva insa a comentat la acel articol ca i se pare banal.

    De aceea te incurajez sa pui intrebare despre ce nu ai inteles si vom raspunde.

    Cu mult drag,
    Adi

  • January 23, 2008, 3:47 pm - prostu

    Sa al intrebam pe Carl Segan ;-)
    Sau sa sarim coarda sau calul ca eu ...omu de rand cu doctorat in Informatica nu pricep nimic !

  • January 22, 2008, 9:40 pm - Adi

    O teorie o testam prin testatarea experimentala a predictiei sale. Momentan, acesti cercetatori au calculat (adica au simulat, calculatorul a calculat pentru ei) ca daca se pleaca de la ipoteza ca in interiorul unei gauri negre ar exista o multime de corzi, se ajunge la concluzia ca o gaura neagra trebuie sa aiba proprietati termodinamice, aceleasi concluzii la care ajunsese si Hawking luand in considerare atat relativitatea restransa, cat si mecanica cuantica. Daca teoria corzilor poate sa reproduca proprieati ale gaurilor negre, este un pas inainte spre a stabili ca teoria corzilor este corecta.

    Dar da, de acord cu Iulian, mereu ideal ar fi sa poti verifica si direct, nu doar indirect. Dar uite, in fizica particulelor, nimeni nu a vazut un cuarc singur (adica nu are o dovada directa e existentei unui cuarc), si totusi credem in cuarci, avem foarte foarte multe dovezi indirecte.

    Cercetarea merita, desigur nu vom atinge adevarul, dar ne vom apropia tot mai mult de el.

  • January 21, 2008, 10:37 am - Iulian

    Este de asteptat sa apara atatea teorii cate capete, cand vine vorba de intelegerea continutului unei cutii pe care nu vom avea niciodata ocazia de a o deschide cu adevarat, nu... si-n plus de asta, interactia cu cutia e cat se poate de slaba. Nu m-as mira sa concluzionam la un moment dat ca nu vom avea niciodata suficiente informatii pentru a putea discrimina intre diferitele teorii aflate in comptitie la acea vreme.

  • January 21, 2008, 5:57 am - cristi

    simularea pe computer e faina, dar ce ar trebui sa intelegem noi? Stii ca Eddington spunea ca, undeva, colapsul gaurii negre trebuie sa se opreasca. Ma intreb, e cumva dimensiunea unei corzi ultima reduta sub care nu mai poate colapsa gaura neagra? Practic, ca gaura neagra e umpluta (de la orizontul ei) cu mult spatiu gol si in mijloc cateva coarde mici? Auzisem si de teorii care spuneau ca intr-o gaura neagra e o singura coarda mare de tot.... Hmm...

Adaugă un comentariu

Adaugă un comentariu

This is a captcha-picture. It is used to prevent mass-access by robots. (see: www.captcha.net)
Codul din imagine:
Numele dvs.(*):
COMENTARIU. Sugestie: SALVATI inainte de a trimite! Eventual puteti selecta cu Ctrl-A si apoi copia cu Ctrl-C. Sistemul mai da erori, in special daca textul este lung!(*):
 

Aceasta pagina a fost vizitata de 24256 ori