Trăim într-o gaură neagră?
Galaxia Calea Lactee
Ce este o gaură neagră?
Găurile negre sunt printre obiectele cele mai fascinante și misterioase din universul nostru.
O gaură neagră este o regiune din spațiu în care forța gravitației este atât de puternică, încât nici măcar lumina, cea mai rapidă entitate cunoscută din universul nostru, nu poate scăpa. Limita unei găuri negre se numește orizont de evenimente, un punct fără întoarcere, dincolo de care cu adevărat nu putem vedea.
Când ceva traversează orizontul evenimentelor, se prăbușește în singularitatea găurii negre, un punct infinit de mic, infinit de dens, în care spațiul, timpul și legile fizicii nu se mai aplică.
Oamenii de știință au teoretizat mai multe tipuri diferite de găuri negre, găurile negre stelare și supermasive fiind cele mai comune.
Găurile negre stelare se formează atunci când stelele masive mor și se prăbușesc. Acestea au de aproximativ 10 până la 20 de ori masa soarelui nostru și sunt împrăștiate în tot universul. Ar putea exista milioane de astfel de găuri negre stelare numai în Calea Lactee.
Găurile negre supermasive sunt giganți prin comparație, fiind de milioane chiar și de miliarde de ori, mai masive decât soarele nostru. Oamenii de știință pot doar să ghicească cum se formează, dar știm că există în centrul aproape tuturor galaxiilor mari, inclusiv a noastră.
Sagittarius A, gaura neagră supermasivă din centrul Căii Lactee, are o masă de aproximativ patru milioane de sori și are un diametru aproximativ comparativ cu distanța dintre pământ și soarele nostru.
Deoarece găurile negre sunt invizibile, singura modalitate prin care oamenii de știință le pot detecta și studia este să le observe efectul asupra materiei din apropiere. Acestea includ discuri de acreție, un disc de particule care se formează atunci când gazele și praful cad către o gaură neagră și quasari, jeturi de particule care explodează din găurile negre supermasive, adică radiația Hawking, radiație termică, având spectru de corp negru, presupusă a fi emisă de găurile negre din cauza efectelor cuantice.
Găurile negre au rămas în mare parte necunoscute până în secolul al XX-lea. În 1916, folosind teoria relativității generale a lui Einstein, un fizician german pe nume Karl Schwartzschild a calculat că orice masă poate deveni o gaură neagră dacă este comprimată suficient de mult. Dar abia în 1971 teoria a devenit realitate. Astronomii care studiau constelația Cygnus au descoperit prima gaură neagră.
Un număr incalculabil de găuri negre sunt împrăștiate în univers, deformând în mod constant spațiul și timpul, modificând galaxii întregi și inspirând la nesfârșit atât oamenii de știință, cât și imaginația noastră colectivă.
Universul nostru s-ar putea afla într-o gaură neagră imensă
Să ne întoarcem în timp: înainte de apariția Omului, înainte de apariția Pământului, înainte de formarea Soarelui, înainte de nașterea galaxiilor, înainte de toată lumina… a fost Big Bang-ul, acum 13,8 miliarde de ani.
Dar înainte de asta? Mulți fizicieni susțin că nu a existat nimic înainte de Big Bang. Timpul a început să curgă, insistă ei, în momentul Big Bang-ului, iar a medita la tot ce s-ar fi putut întâmpla înainte nu este știință. Nu vom înțelege niciodată cum arăta înainte de Big Bang sau din ce a fost făcut sau cine a provocat explozia lui care a dus la formarea universului nostru. Toate aceste noțiuni depășesc înțelegerea de care este capabil Omul.
Cu toate acestea, unii oameni de știință neconvenționali nu sunt de acord. Conform teoriei acestor fizicieni, cu puțin timp înainte de Big Bang, toată masa și energia universului în curs de dezvoltare erau compactate într-o bilă incredibil de densă – dar nu infinită: sămânța unui nou univers.
Această sămânță era incredibil de mică, poate de trilioane de ori mai mică decât orice particulă observabilă de oameni astăzi. Și totuși, era o particulă capabilă să declanșeze particula tuturor celorlalte particule, fără a uita galaxiile, sistemul solar, planetele și ființele vii.
Dacă ar fi un singur lucru care ar putea fi numit Particula lui Dumnezeu, cu siguranță ar arăta ca această bilă.
Dar cum se poate forma o astfel de sămânță? Există o idee care circulă de câțiva ani, susținută în special de fizicianul polonez Nikodem Poplawski de la Universitatea din New Haven, conform căruia sămânța universului nostru s-a făurit în cuptorul suprem, probabil cel mai extrem mediu care există: într-o gaură neagră.
Multiplicitatea Multiversului
În ultimii douăzeci de ani, mulți fizicieni teoreticieni au ajuns să creadă că universul nostru nu este singurul. În schimb, este mult mai probabil să fim parte a Multiversului, o serie imensă de universuri distincte, fiecare centrat pe steaua sa care strălucește pe cerul nopții.
Cum, sau chiar dacă, un univers este înrudit cu altul este subiectul multor discuții, toate extrem de speculative și imposibil de dovedit în prezent. Potrivit unei teorii convingătoare, sămânța universului seamănă cu cea a unei plante: este un fragment foarte comprimat de material esențial, ascuns într-un înveliș protector.
Este exact ceea ce se creează într-o gaură neagră. Găurile negre sunt rămășițele unor stele gigantice. Când o astfel de stea rămâne fără energie, miezul ei se distruge în interior, iar gravitația are grijă să transforme totul într-un întreg incredibil de puternic. Temperaturile ajung la 100 de miliarde de grade, atomii sunt zdrobiți, electronii sunt zdrobiți și toate aceste elemente sunt aruncate în jur iar și iar.
În acest moment, steaua a devenit o gaură neagră a cărei atracție gravitațională este de așa natură încât nici măcar un fascicul de lumină nu poate scăpa. Granița dintre interiorul și exteriorul unei găuri negre se numește „orizont de evenimente”. Găuri negre uriașe, de câteva milioane de ori mai masive decât soarele, au fost descoperite aproape în centrul tuturor galaxiilor, inclusiv în propria noastră Cale Lactee.
Întrebări la infinit
Dacă se folosesc teoriile lui Einstein pentru a determina ce se întâmplă în fundul unei găuri negre, calculele vor conduce către un loc infinit de dens și mic: un concept ipotetic numit singularitate. Dar infiniturile nu-și au locul lor în natură, iar decalajul se mărește odată cu teoriile lui Einstein, care oferă o înțelegere incredibil de bună a cosmosului, dar tind să se prăbușească atunci când sunt implicate forțe enorme, cum ar fi cele care acționează într-o gaură neagră sau cele care au punctat nașterea universului nostru.
Fizicieni precum Dr. Poplawski susțin că materia dintr-o gaură neagră ajunge într-un punct în care nu mai poate fi strivită și zdrobită. Oricât de mică ar fi, această „sămânță” cântărește greutatea unui miliard de sori și este foarte reală, spre deosebire de o singularitate.
Potrivit dr. Poplawski, procesul de compactare se oprește deoarece găurile negre se rotesc, ceea ce conferă sămânței compactate o răsucire bună. Atunci nu este doar mică și grea, ci devine răsucită și comprimată, ca acele jucării montate pe arcuri, gata să iasă din cutia lor.
Jucării care se pot retrage rapid când sunt forțate. Acesta ar fi Big Bang-ul sau Big Bounce (Marea Revenire), așa cum îi place să spună Dr. Poplawski.
Cu alte cuvinte, este posibil ca gaura neagră să fie ca un canal – o „uşă cu sens unic”, explică dr. Poplawski – între două universuri. Aceasta înseamnă că dacă, ipotetic, ai cădea în gaura neagră din centrul Căii Lactee, cineva își poate imagina că tu (sau cel puțin particulele complet zdrobite din care erai compus anterior) vei ajunge într-un alt univers, altul decât al nostru: gaura neagră acționează pur și simplu ca o legătură, ca o rădăcină comună care ar lega împreună doi plopi.
Dar noi ceilalți, de aici din propriul nostru univers? Am putea fi produsul unui alt univers mai vechi: universul nostru „mamă”. Sămânța pe care această mamă a conceput-o într-o gaură neagră ar fi cunoscut o Mare Revenire acum 13,8 miliarde de ani. Și chiar dacă universul nostru s-a extins rapid de atunci, este posibil să fim totuși ascunși în spatele orizontului de evenimente al unei găuri negre.
© CCC