Din secretele găurilor negre

1.821 vizualizari

gauri-negreGăurile negre sunt acele regiuni din spaţiu în care câmpul gravitaţional este atât de puternic încât nimic, nici măcar lumina, nu poate scăpa de forţa sa. Acest fenomen nu poate fi explicat fără utilizarea anumitor termeni, cum ar fi orizontul evenimentului sau viteza de evadare. Aceasta din urmă reprezintă viteza cu care un obiect trebuie să se îndepărteze de un corp ceresc, de exemplu de o planetă, pentru a scăpa de forţa sa gravitaţională. Viteza de evadare depinde şi de distanţa la care obiectul se află faţă de centrul corpului de pe care „evadează”, însă, în primul rând, depinde de mărimea corpului şi de forţa sa gravitaţională. În cazul Pământului este vorba de 11,2 km/s.

În privinţa găurilor negre, viteza de evadare este mai mare decât viteza luminii, de aceea însăşi radiaţia electromagnetică este capturată. Orizontul evenimentului descrie graniţa în spaţiu-timp unde viteza de evadare pentru o masă atinge şi depăşeşte viteza luminii. Lumina nu poate scăpa de forţa gravitaţională a unei găuri negre, ceea ce înseamnă că interiorul acesteia este imposibil de detectat. Chiar dacă interiorul unei găuri negre nu poate fi văzut, prezenţa sa poate fi detectată prin observarea interacţiunilor pe care aceasta le are cu materia aflată pe orbită, în afara orizontului evenimentului. De exemplu, poziţia unei găuri negre poate fi detectată prin observarea mişcării unui grup de stele care orbitează în jurul centrului găurii. Uneori, observaţiile astronomice pot detecta modul în care gaura neagră atrage şi înghite gazul unei stele. Spiralele de gaz care ajung la temperaturi foarte ridicate emit cantităţi mari de radiaţii, detectabile de pe Terra sau de telescoapele care orbitează în jurul Pământului.

Astfel de observaţii au adus convingerea că găurile negre există. Ideea unui obiect cu gravitaţie destul de puternică pentru a „înghiţi” lumina a fost menţionată pentru prima dată de John Michell în 1783, într-o lucrare  în care scria: „Dacă raza unei sfere, cu aceeaşi densitate ca cea a Soarelui, ar depăşi raza acestuia într-o proporţie de 500 la 1, un corp ce ar cădea de la o înălţime foarte mare – infinită – ar avea la contact viteza egală cu viteza luminii. Lumina este la rândul său atrasă de aceeaşi forţă, proporţională cu masa inerţială a sferei. În consecinţă, toată lumina emisă de un astfel de corp ar fi imediat atrasă de forţa lui gravitaţională”.

În prezent, găurile negre sunt definite prin intermediul teoriei relativităţii generalizate, potrivit căreia gravitaţia reprezintă o deformare a spaţiului şi timpului (spaţiu-timp) şi găurile negre – nişte regiuni spaţiale goale, cu centru punctiform şi orizont al evenimentului. Definiţia se schimbă însă o dată cu apariţia mecanicii cuantice care susţine că găurile negre nu ţin materia captivă pentru totdeauna, ci elimină încet-încet o formă de energie termică numită radiaţie Hawking şi au, deci, o viaţă finită. Totuşi, nu există încă o definiţie corectă a găurilor negre, ci doar presupuneri bazate pe descoperirile fizice şi astronomice. Până în anii 1930, fenomenul găurilor negre era doar un concept.

Munca cercetătorilor Robert Oppenheimer şi H. Snyder „a dus” găurile negre din planul teoretic în cel real, pe bolta cerească. Cei doi oameni de ştiinţă au demonstrat că atunci când o stea masivă rămâne fără combustibil, ea se păbuşeşte înăuntrul său, absorbită de propria atracţie gravitaţională. Aceste corpuri au fost denumite „stele îngheţate” (în timp). Cu timpul au fost descoperite mai multe găuri negre, una chiar în centrul galaxiei noastre, „dată de gol” de o stea gigantică descoperită în 2005 părăsind Calea Lactee cu o viteză dublă faţă de cea normală.