Browse By

Micro-găurile negre traversează Pământul – o nouă teorie

  • Micro-găurile negre ar fi putut lua naştere imediat după Big Bang. Dacă aşa este, unde sunt?
  • Ar putea acestea traversa Pământul în număr mare? Cum de nu ne înghit? Doi cercetători au lansat ipoteza cum că aceste micro-găuri negre ar putea forma, împreună cu materia „normală”, un fel de echivalent gravitaţional al atomilor care ar avea o viaţă extrem de lungă, mult mai lungă decât cea a Universului. Există chiar şanse să detectăm semnale ale existenţei acestor atomi gravitaţionali.
  • Am prezentat în trecut o serie întreagă de articole dedicate misterioaselor găuri negre: ce sunt acestea, cum s-ar putea forma, care ar fi viaţa lor şi eventuala lor moarte prin evaporare (….).

    Într-un articol publicat recent (la începutul lunii mai) pe arXiv, doi cercetători americani, A.P. VanDevender de la Halcyon Molecular, Redwood City şi J. Pace VanDevender, de la Sandia National Laboratories, Albuquerque, prezintă o ipoteză destul de îndrăzneaţă: cea a formării de structuri asemănătoare atomilor, având în centru o micro-gaură neagră şi în locul electronilor dintr-un atom normal, materia normală (nuclee şi electroni). Acest gen de „atom”, numit de cei doi Gravitationally Equivalent of an Atom (GEA), adică echivalentul gravitaţional al unui atom, ar fi un agregat ţinut împreună de forţa gravitaţională, extrem de stabil.

    Este într-adevar o ipoteză tare îndrăzneaţă care va fi, desigur, luată mai mult sau mai puţin în serios de comunitatea ştiinţifică. Cum însă unificarea gravitaţie cu mecanica cuantică nu a fost încă realizată (sau, cel puţin, teoria care susţine că ar fi realizat această unificare, teoria corzilor, string theory, nu este verificată) ipoteza celor doi cercetători, pe lângă faptul că este simplă, ar putea fi verificată experimental.

    Cei doi au arătat, folosind ecuaţii relativ simple, cum micro-găuri negre cu masa până la circa 250 de miliarde de kilograme ar putea forma un fel de atomi, GEA, în care micro-găurile negre extrem de dense ar reprezenta un fel de nucleu în jurul căruia sunt capturate nucleele şi electronii, materie normală. În aceşti GEA micro-găurile negre au dimensiuni, reprezentate de raza Schwarzschield (vedeţi articolele anterioare pentru detalii şi definiţii) inferioare razei orbitei la care ar putea fi capturate nuclee şi electronii ale diverselor elemente.

    Găurile negre cu mase mult mai mari – de exemplu cele astrofizice, care se nasc în urma „morţii stelelor” sau cele super-masive din centrul galaxiilor – nu îndeplinesc condiţiile care să le permită formarea atomilor gravitaţionali (raza lor este mai mare decât cea a razei eventualelor orbite ale GEA).

    În articolul lor cei doi cercetători propun inclusiv modalităţi pentru eventuala detectare a semnalelor care ar putea proveni de la atomii de tip GEA, în particular a semnalelor de natură electromagnetică de la găurile negre cu masa de circa 100 de tone în care materia în orbita în jurul găurii negre ar fi sub forma de plasmă.

    În final, este calculat inclusiv timpul necesar acestor micro-găuri negre care formează GEA (în cazul în care nu se evaporă!) să absoarbă Pământul. Pentru micro-găurile negre care ar putea forma materia întunecată, aşa-numitele găuri negre primordiale, cu masa între 10 şi 1000 de tone, acest timp ar fi de 30 de milioane de miliarde de ani în primul caz şi de 300 de mii de miliarde de de ani în cel de-al doilea caz. Timp enorm faţă de vârsta Universului, estimată ca fiind în jur de 13 miliarde de ani! Deci nu ar exista absolut nici un pericol ca aceste găuri negre să înghită Pământul.
    Ca o ultimă observaţie, în articol este calculat şi numărul ipotetic de găuri negre care ar putea traversa Pământul, dacă acestea ar reprezenta materia întunecată care se presupune că există în Galaxia noastră. Dacă găurile negre ar avea o masă de circa 10 tone, Pământul ar putea fi traversat de circa 4000 de găuri negre; pentru o masă de 300 kg, numărul lor ar fi de mai bine de 100000!

    Teoria celor doi cercetători este evident îndrazneaţă şi poate alţii vor găsi lacune în calculele propuse; rămâne însă o ipoteză interesantă, care are în plus avantajul de a fi, cel puţin în principiu, verificabilă din punct de vedere experimental.

    Găurile negre sunt într-adevar pline de mistere; reprezintă, prin excelenţă, un laborator pentru testarea unificării gravitaţiei cu mecanica cuantică, sau, de ce nu, pentru generarea unei teorii pe baze complet noi.

    Pentru cei interesaţi, articolul original poate fi găsit (în limba engleză) la:

    http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/1105/1105.0265v1.pdf

    Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro. Autoarea multumeşte pentru colaborare dnei Diana Sirghi.