Czarne dziury nie istnieją

Czarne dziury od dawna rozpalają wyobraźnię i stały się nawet elementem popkultury, żeby nie wspomnieć Star Treka i Hollywood. Są niepoznawalne; są najczarniejszymi i najbardziej gęstymi obiektami we wszechświecie, z których nawet światło nie może uciec. I jakby nie były wystarczająco dziwne, teraz trzeba dodać ich kolejną własność: one nie istnieją.
Poprzez połączenie dwóch pozornie sprzecznych teorii, Laura Mersini-Houghton, profesor fizyki na UNC-Chapel Hill w College of Arts and Sciences, udowodniła matematycznie, że czarne dziury nie mogą istnieć. Praca zmusza naukowców nie tylko zmiany wyobrażeń o czasoprzestrzeni, ale także ponownego przemyślenia teorii narodzin wszechświata.
„Nadal jestem w szoku”, powiedziała Mersini-Houghton. „Badamy ten problem przez ponad 50 lat, ale to rozwiązanie to daje nam wiele do myślenia.”
Przez dziesięciolecia, czarne dziury były uważane za wynik zapadnięcia się masywnej gwiazdy się pod wpływem własnej grawitacji. Wyobraźmy sobie, że Ziemia jest ściśnięta do rozmiarów kulki wielkości orzeszka. Taki twór nazywany osobliwością. Wierzono, że niewidoczna sfera znana jako horyzont zdarzeń otacza osobliwość a po jej przekroczeniu nigdy nie można już wrócić z powrotem. Jest to granica, poniżej której pole grawitacyjne czarnej dziury jest tak silne, że nic nie może się z niej wydostać.
Powodem dla którego czarne dziury są tak dziwne jest to, że podlegają dwóm podstawowym teoriom wszechświata: teorii grawitacji Einsteina, która przewiduje powstawanie czarnych dziur oraz podstawowym prawom teorii kwantów, która stwierdza, że żadna informacja nie może w zupełnie zniknąć. Wysiłki, aby połączyć te dwie teorie prowadzą do matematycznego nonsensu, który stał się znany jako paradoks utraty informacji.
W 1974 roku Stephen Hawking użył mechaniki kwantowej, aby pokazać, że czarne dziury emitują promieniowanie. Od tamtej pory naukowcy odkryli ‚odciski palców’ w kosmosie, które są zgodne z tym promieniowaniem, i które identyfikują coraz większą listę czarnych dziur we Wszechświecie.
Ale teraz Laura Mersini-Houghton opisuje zupełnie nowy scenariusz. Ona i Hawking zgadzają się, że jeśli gwiazda zapada się pod wpływem własnej grawitacji, to wytwarza promieniowanie Hawkinga. Jednak w swojej nowej pracy, Laura Mersini-Houghton pokazuje, że emitując to promieniowanie, gwiazda pozbywa się również masy – i to na tyle dużo – że gdy się kurczy, nie ma już gęstości niezbędnej, aby stać się czarną dziurą.
Przed utworzeniem czarnej dziury, umierająca gwiazda puchnie po raz ostatni, a potem wybucha. Osobliwość nie powstaje ani nie tworzy się horyzont zdarzeń. Wniosek z tej pracy jest jasny: nie ma czegoś takiego jak czarna dziura.
Praca, którą autorka został niedawno opublikowała w arXiv, (repozytorium internetowym artykułów, które nie są oceniane przez ekspertów), zawiera dokładne rozwiązania numeryczne dotyczące tej teorii i została wykonana we współpracy z Harald Peiffer – ekspertem metod numerycznych w teorii względności na Uniwersytecie w Toronto. Wcześniejszy artykuł napisany przez Laurę Mersini-Houghton, pierwotnie przedłożonego arXiv w czerwcu, został opublikowana w czasopiśmie Physics Letters B, i oferuje przybliżone rozwiązania problemu.
Być może kiedyś doczekamy się eksperymentalnego potwierdzenia tych rewelacji, chociaż dzisiaj, Laura Mersini-Houghton mówi matematyka jest rozstrzygająca.
Wielu fizyków i astronomów uważa, że nasz wszechświat powstał z osobliwości, która rozpoczęła się rozszerza w Wielkim Wybuchu. Jednakże, jeśli osobliwości nie istnieją, to fizycy muszą przemyśleć swoje pomysł Wielkiego Wybuchu, w szczególności odpowiedzieć na pytanie czy kiedykolwiek miał on miejsce.

  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Dodaj komentarz