Poate o gaură neagră să fie distrusă? - Fabio Pacucci

Vezi lecția completă: https://ed.ted.com/lessons/can-a-black-hole-be-destroyed-fabio-pacucci

Găurile negre sunt printre cele mai distructive obiecte din univers. Orice se apropie prea tare de o gaură neagră, fie asteroid, planetă sau stea, riscă să fie distrusă de câmpul său gravitațional extrem. Conform unor ipoteze, Universul ar putea ajunge să fie alcătuit complet în găuri negre. Există însă un mod de a distruge o gaură neagră? Fabio Pacucci investighează această posibilitate.

Lecție de Fabio Pacucci, regizată de Provincia Studio

Găurile negre sunt unele dintre
cele mai distructive obiecte din Univers.

Orice se apropie prea mult
de singularitatea unei găuri negre,

fie asteroid, planetă sau stea,

riscă să fie distrus
de câmpul său gravitațional extrem.

Iar dacă acel obiect se întâmplă

să treacă de orizontul găurii negre,

va dispărea și nu va mai reapărea,

adăugându-se la masa găurii negre

și mărindu-i raza în acest proces.

Nu am putea arunca
nimic într-o gaura neagră

care să o distrugă câtuși de puțin.

Nici măcar o altă gaură neagră
nu ar distruge-o.

Amândouă se vor contopi
într-o gaură neagră și mai mare,

eliberând energie sub formă
de unde gravitaționale.

Conform unor ipoteze,

e posibil ca Universul să ajungă
să fie format complet din găuri negre

într-un viitor foarte îndepărtat.

Ar putea însă exista un mod de a distruge
sau „evapora” aceste obiecte.

Dacă teoria este corectă,

tot ce trebuie să facem este să așteptăm.

În 1974,

Stephen Hawking a teoretizat un proces

care ar putea duce la pierderea de masă
a unei găuri negre.

Radiația Hawking, cum a devenit cunoscută,

se bazează pe un fenomen bine determinat,
numit fluctuația cuantică a vidului.

Potrivit mecanicii cuantice,

un punct în spațiu-timp fluctuează
între mai multe stări posibile de energie.

Aceste fluctuații sunt date
de creația și distrugerea continuă

a perechilor de particule virtuale,

care consistă într-o particulă
și antiparticula sa încărcată opus.

De obicei, ele se ciocnesc
și se anihilează reciproc imediat ce apar,

conservând energia totală.

Dar ce se întâmplă când apar
exact la orizontul unei găuri negre?

Dacă sunt poziționate corespunzător,

una dintre particule ar putea evada
din gravitația găurii negre,

în timp ce perechea sa
este trasă înăuntru.

Atunci ar anihila o altă particulă
încărcată opus,

din orizontul găurii negre,

reducând masa găurii negre.

Între timp, pentru un observator extern,

ar părea că gaura neagră
emite particula evadată.

Astfel, doar dacă gaura neagră continuă
să absoarbă materie și energie în plus,

se va evapora particulă cu particulă,
într-un ritm extrem de lent.

Cât de lent?

O ramură a fizicii, numită termodinamica
găurilor negre, ne răspunde.

Când obiecte cotidiene sau corpuri cerești
emană energie în mediul său,

noi percepem asta drept căldură

și putem folosi emisia lor de energie
pentru a le măsura temperatura.

Termodinamica găurilor negre

sugerează că putem defini similar
„temperatura” unei găuri negre.

Așadar, cu cât gaura neagră
este mai masivă,

cu atât scade temperatura.

Cele mai mari găuri negre din Univers

ar da temperaturi de ordinul
10 la puterea -17 Kelvin,

foarte aproape de zero absolut.

Între timp, o gaură neagră
cu masa asteroidului Vesta,

ar avea o temperatura aproape
de 200 grade Celsius,

eliberând astfel multă energie
sub forma Radiației Hawking

în mediul rece extern.

Cu cât gaura neagră este mai mică,

cu atât mai fierbinte pare să ardă,

și cu atât mai repede
se va stinge complet.

Dar cât de curând?

Nu stați cu sufletul la gură.

În primul rând, majoritatea găurilor negre
cresc și absorb materie și energie

mai rapid decât emit radiație Hawking.

Chiar dacă o gaură neagră
cu masa Soarelui nostru nu ar mai crește,

ar fi nevoie de 10 la puterea 67 de ani,

de multe ori mai mare
decât vârsta actuală a Universului,

pentru a se evapora complet.

Când o gaură neagră ajunge
la 230 de tone metrice,

mai are doar o secundă să trăiască.

În acea ultimă secundă,

orizontul său devine din ce în ce mai mic,

până când emană toată energia în Univers.

Și cât timp radiația Hawking
nu a fost niciodată observată direct,

unii cercetători cred
că anumite raze gamma detectate în cer

sunt de fapt urme ale ultimelor momente

ale micilor și primordialelor găuri negre
formate la începutul timpului.

Până la urmă, într-un viitor
îndepărtat imposibil de imaginat,

Universul ar putea rămâne
un loc rece și întunecat.

Dar dacă Stephen Hawking avea dreptate,

înainte de asta,

obișnuitele terifiante și de altfel
nedeslușitele găuri negre

își vor sfârși existența
printr-o ultimă explozie glorioasă.