Pratite nas

Pozdrav, koji sadržaj vas zanima?

Astrofizika

Stephen Hawing: Crne rupe ne postoje! Ili?

Stephen Hawking svijetu je predstavio crne rupe, no nedavno je izjavio da ne postoje i time sam oborio svoju teoriju. Ali na kraju je cijela rasprava oko crnih rupa ipak postala malo kompliciranija.

NASA composite image from NuSTAR and the European Southern Observatory in Chile shows the Sculptor galaxy

Ponekad se čovjek pita zafrkava li se zapravo Stephen Hawking sa svima nama. Slavni fizičar zaslužio je svoju reputaciju genija još davnih 1970-ih sa svojom teorijom crnih rupa, kozmičkih „usisivača” s gravitacijom tako jakom da joj ni svjetlo ne može pobjeći. U jezgri crnih rupa djeluje tajanstvena singularnost, a to je mjesto gdje prostorno-vremenska krivulja postaje beskonačna i gdje gravitacijske sile postaju beskonačno jake i pretvaraju u prah sve što im dođe nadohvat. Cijela ideja crnih rupa možda se čini pomalo pretjeranom, no astronomi su dosad sakupili „brdo” dokaza i ustanovili da crne rupe zaista „vire” iz središta galaksija i „proždiru zvijezde za doručak”.

No, onda se pojavi Hawking sa svojim novim radom gdje jasno ističe: „Crne rupe ne postoje!” Razumna osoba mogla bi posumnjati da se radi o preuranjenoj prvotravanjskoj šali ili da Hawking uživa u previše lokalnog piva, ali istina je manje zabavna i nešto nejasnija od toga. Kako bismo razumjeli što je Hawking zapravo mislio, trebamo se uputiti u varljive vode teorije relativnosti i kvantne mehanike – poznati teritoriji za Hawkinga i njemu slične, ali gdje se mi ostali možemo samo nasukati.

Te dvije teorije spore se oko toga što se događa nakon što informacija ili materija prijeđu tzv. horizont događaja – imaginarnu površinu oko crne rupe i svojevrsnu granicu nakon koje nema povratka. Prema klasičnoj općoj relativnosti ni informacije niti materija ne mogu stići iz unutrašnjosti crne rupe do vanjskog promatrača. Naprimjer, nije moguće iznijeti ništa od njene mase napolje ili primiti odraz izvora svjetlosti poput džepne lampe ili doći do bilo kakve informacije o materijalu koji je ušao u crnu rupu. Efekti kvantne mehanike mogu dopustiti da materija i energija zrače iz crnih rupa.

Teorija relativnosti kaže i da ne biste uopće primijetili da ste prešli horizont događaja, ali kad biste se pokušali vratiti, shvatili biste da se uzalud borite s gravitacijom (nakon određenog vremena, plima crne rupe bi vas rastegla poput žvakaće gume i na koncu posve uništila. A to biste primijetili.).

S druge strane, prije nekoliko godina fizičari s Instituta za teorijsku fiziku Kavil u Santa Barbari koristili su kvantnu mehaniku kako bi analizirali horizont događaja i shvatili su da je zahvaljujući kvantnim efektima kakve je prvi opisao Hawking  1970-ih, horizont događaja i više nego vidljiv. „Pojavljuje se u obliku kipuće plohe energije (nasuprot četverodimenzionalnoj crnoj rupi, horizont  događaja je dvodimenzionalan), poput vatrenog zida”, kaže fizičar Joseph Polchinski i nastavlja: „Horizont događaja bi prema kvantnoj mehanici bio vatreni prsten koji prži sve što upadne u njega.”

Prema tome, horizont događaja je ili nevidljiv ili vatreni zid, no ne može biti oboje. Hawkingov novi rad predstavlja pokušaj da se prikaže rješenje tog problema. Nije da crne rupe ne postoje, no umjesto oštro ocrtanog horizonta događaja, imaju mutnu granicu koju on naziva vidljivim horizontom i koji je iz razloga koje nitko još ne razumije dovoljno čvrst da u sebi zadržava informacije i materiju, ali nije dovoljno čvrst da proizvede vatreni prsten.

S vremenom (iako Hawking ne objašnjava zašto), vidljivi horizont mogao bi nestati, što bi riješilo još jedan paradoks vezan za crne rupe. Naime, kvantna teorija govori da informacija ne može biti ni kreirana izvan svemira, niti uklonjena iz njega. Ipak, ako jednosmjerni horizont događaja okružuje sve crne rupe, informacija (kemijski sastav i struktura tvari koja upadne u nju) zauvijek je odijeljena od ostatka svemira. Nepostojani vidljivi horizont uklonio bi i tu nedosljednost.

Zbunjujući dio (ili radije, jedan od mnogih) jest da je Hawking osobno priznao da možda uopće ne postoji paradoks u vezi informacija. 2004. godine izgubio je okladu protiv astrofizičara Johna Preskilla iz Caltecha, koji je zastupao teoriju da paradoks u tom slučaju ne postoji.

Hawking je možda riješio ili možda nije riješio problem koji može i ne mora biti problem. Možda ste se zapitali čemu je onda Hawkingova objava prouzročila toliki interes? Možda kad su u pitanju crne rupe i Stephen Hawking – najpoznatiji svjetski fizičar – uobičajena pravila ne vrijede.

Izvor: Time Science

Možda će vas zanimati

Biljke i životinje

Zašto pčele proizvode med? Možda mislite da znate odgovor, ali istina je daleko zanimljivija nego što biste mogli zamisliti. Pčele medarice, te neumorne radilice...

Planete i mjeseci

Teraformiranje Marsa već dugo intrigira znanstvenike i entuzijaste, a ideja da Crveni planet postane naš drugi dom postaje sve realnija. Zamislite život na Marsu,...

Planete i mjeseci

Jupiter je najstariji i najveći planet u našem Sunčevom sustavu, često najsjajniji na noćnom nebu poslije Venere. Znanstvenici ga prate još od prvih teleskopa....

Arheologija i paleontologija

Kako nastaju fosili? Ovo je pitanje koje budi znatiželju mnogih ljubitelja prirode i povijesti. Fosili su čudesni prozori u prošlost, pružajući nam uvid u...