Detectarea undelor gravitaționale confirmă „profeția” lui Einstein și Hawking despre găurile negre

Oamenii de știință tocmai au înregistrat cel mai detaliat semnal de undă gravitațională provenit de la o coliziune a unei găuri negre, confirmând astfel pentru prima dată că două predicții importante ale lui Einstein și Hawking despre găurile negre sunt corecte.

Când două găuri negre se contopesc, ele creează ondulații în spațiu numite unde gravitaționale. Detectoarele de pe Pământ pot „capta” aceste semnale, ajutând oamenii de știință să înțeleagă mai bine universul - Foto: Maggie Chiang/Simons Foundation

Găurile negre, „monștri cosmici” cu forțe gravitaționale atât de puternice încât nici măcar lumina nu poate scăpa, au fost mult timp un subiect fascinant pentru oamenii de știință.

Deși au apărut în lucrările teoretice ale lui Albert Einstein în urmă cu mai bine de un secol și au fost studiate pe larg de Stephen Hawking în secolul al XX-lea, găurile negre rămân cel mai inaccesibil subiect din univers din cauza naturii lor „invizibile”.

Undele gravitaționale: cheia pentru a deschide calea cercetării găurilor negre

În 2015, Observatorul de Unde Gravitaționale LIGO (SUA) a înregistrat pentru prima dată unde gravitaționale, ondulații în spațiu și timp cauzate de coliziunea a două găuri negre aflate la mare distanță în univers. Această descoperire a fost comparată cu „deschiderea unui nou simț” pentru observarea universului și a oferit, de asemenea, oportunitatea de a verifica direct teoriile despre găurile negre.

Totuși, datele inițiale nu sunt suficient de detaliate pentru a confirma două predicții importante.

Una este teoria Kerr a lui Einstein. Conform relativității generale, găurile negre pot fi descrise doar prin două proprietăți de bază: masa și spinul. Toate celelalte proprietăți „dispar” atunci când cad într-o gaură neagră, cunoscută sub numele de „teorema fără păr”.

A doua este teorema ariei lui Hawking. Stephen Hawking a prezis în 1971 că aria orizontului evenimentelor unei găuri negre, limita de la care nimic nu poate scăpa, poate doar să rămână aceeași sau să crească în timp, fără a scădea niciodată.

Acesta este considerat un principiu similar cu a doua lege a termodinamicii, care afirmă că entropia (gradul de dezordine) a universului este mereu în creștere.

Descoperire după un deceniu

Conform Sciencedaily , colaborarea internațională LIGO-Virgo-KAGRA a publicat recent noi rezultate ale cercetării în revista Physical Review Letters . Aceasta a înregistrat cel mai detaliat semnal de undă gravitațională înregistrat vreodată, provenind din coliziunea a două găuri negre (evenimentul GW250114), formând o gaură neagră gigantică cu o masă de 63 de ori mai mare decât cea a Soarelui și rotindu-se de până la 100 de ori pe secundă.

Datorită tehnologiei de ultimă generație, oamenii de știință au obținut pentru prima dată o „imagine completă” atât înainte, cât și după fuziunea a două găuri negre. Pe baza acestor date, au confirmat simultan două ipoteze:

Găurile negre sunt într-adevăr descrise precis prin masă și spin, exact așa cum a prezis teoria relativității generale a lui Einstein.

Aria orizontului evenimentelor crește doar după fuziune, în conformitate cu teorema ariei lui Hawking.

Einstein (dreapta) și Hawking (stânga) au avut evaluări precise ale naturii găurilor negre - Foto: MashableIndia

De la găurile negre la natura universului

Demonstrația teoremei lui Hawking dezvăluie o asemănare izbitoare între găurile negre și termodinamică. Cu alte cuvinte, creșterea ariei unei găuri negre este ca o creștere a entropiei, ceea ce implică faptul că găurile negre pot fi o „fereastră matematică” către înțelegerea noastră a naturii spațiului, timpului și a celei mai mari eforturi a fizicii moderne: unificarea relativității generale și a mecanicii cuantice într-o teorie a gravitației cuantice.

„Aceasta este cea mai clară dovadă de până acum că găurile negre din univers se conformează într-adevăr teoriei lui Einstein”, a declarat Maximiliano Isi, membru al echipei de cercetare. „Faptul că aria unei găuri negre respectă aceeași lege ca entropia are implicații profunde pentru natura universului.”

În următorul deceniu, detectoarele de unde gravitaționale vor fi de 10 ori mai sensibile decât sunt în prezent. Un succesor al telescopului Laser Interferometer Space Antenna este în construcție, promițând să capteze vibrațiile găurilor negre supermasive din centrul galaxiilor noastre.

La mai bine de 100 de ani după ce Einstein a prezis găurile negre cu ajutorul ecuațiilor matematice și la mai bine de o jumătate de secol după ce Hawking le-a demonstrat teoretic, omenirea a început acum să „audă” și să „vadă” direct semnalele care le dovedesc dreptatea.

Găurile negre, care odinioară existau doar în cărțile de știință, devin treptat entități „reale” sub ochii astronomilor, iar fiecare semnal înregistrat al undelor gravitaționale este un pas înainte în a-i ajuta pe oameni să înțeleagă mai bine misteriosul univers în care trăim.

Înapoi la subiect

MINH HAI

Sursă: https://tuoitre.vn/phat-hien-song-hap-dan-xac-nhan-tien-tri-cua-einstein-va-hawking-ve-ho-den-20250913075131812.htm