Găurile negre par a fi subiect de science-fiction (și, de fapt, au fost protagoniste în multe cărți și filme SF), așa că nu este neobișnuit ca oamenii să se întrebe: sunt găurile negre reale? După cum se pare, răspunsul este da, deși pentru o lungă perioadă de timp majoritatea oamenilor de știință au fost convinși că găurile negre sunt obiecte pur teoretice.
Are Black Holes Real? Ideea unei găuri negre
Conceptul de gaură neagră a fost conceput pentru prima dată de un astronom amator englez pe nume John Michell în 1783. Michell lucra sub ipoteza newtoniană conform căreia particulele de lumină aveau masă. Astfel, folosind ecuația lui Newton pentru gravitație, Michell a sugerat că, dacă ar exista un obiect cu o rază de 500 de ori mai mare decât cea a soarelui, dar cu densitatea medie a soarelui, atunci viteza sa de evadare ar fi mai mare decât viteza luminii. Câțiva ani mai târziu, matematicianul și astronomul francez Simon Pierre Laplace a ajuns la o concluzie similară cu privire la întrebarea: sunt găurile negre reale?
Din păcate, speculațiile lui Michell și Laplace nu au fost luate în serios în comunitatea științifică, deoarece pur și simplu nu existau dovezi care să sugereze că astfel de obiecte exotice existau în univers, sau răspunsul sunt găurile negre reale? Mai mult, experimentul cu dublă fantă al lui Thomas Young din 1803 a confirmat natura ondulatorie a luminii și părea imposibil ca gravitația să aibă vreo influență asupra undelor fără masă.
NASA
Dar în 1905, Einstein a folosit efectul fotoelectric pentru a demonstra că lumina este compusă din particule fără masă numite fotoni. Mai mult, teoria sa a relativității generale, publicată în 1915, a demonstrat că gravitația poate afecta aceste particule chiar dacă nu au masă. Conform relativității, forța de gravitație rezultă din deformarea de către obiectele masive a spațiu-timpului înconjurător (cele trei dimensiuni spațiale și timpul combinate într-un continuum cvadridimensional). Deoarece chiar și particulele fără masă, cum ar fi fotonii, ar trebui să se supună curburii spațiu-timpului, gravitația poate într-adevăr influența lumina.
În 1916, Karl Schwarzschild a rezolvat ecuațiile relativității generale ale lui Einstein pentru a determina raza unui obiect a cărui viteză de evadare ar depăși viteza luminii. Cu toate acestea, Einstein însuși a susținut că posibilitatea existenței unei găuri negre nu era nimic mai mult decât o curiozitate matematică – o predicție interesantă a relativității generale, dar nu o reprezentare exactă a realității. Abia la mijlocul secolului al XX-lea, când au fost descoperite stelele neutronice, astrofizicienii au început să se gândească serios dacă obiecte atât de compacte precum găurile negre ar putea exista cu adevărat.
Evidențe pentru găurile negre
În ultimele decenii, oamenii de știință au adunat multe dovezi observaționale pentru a răspunde la întrebarea: „Sunt găurile negre reale?”. După cum sugerează și numele, nu putem vedea găurile negre în sine, dar putem observa efectul pe care o gaură neagră îl are asupra mediului său. Pe măsură ce găurile negre devorează materia din jurul lor, acest material formează un disc de acreție, care radiază în principal în banda de raze X a spectrului electromagnetic.
Credit: Keck/UCLA Galactic Center Group/Cosmus
În plus, atunci când găurile negre apar în sisteme stelare multiple, putem asista la efectele lor gravitaționale asupra stelelor însoțitoare vizibile. De fapt, primul candidat adevărat la o gaură neagră, Cygnus X-1, descoperit în timpul unui zbor cu balonul în 1964 datorită puternicei sale emisii de raze X, a fost recunoscut ulterior ca fiind o gaură neagră datorită efectului său gravitațional asupra unei stele masive care orbitează strâns. În mod similar, gaura neagră supermasivă din centrul Căii Lactee, Sagittarius A*, a fost confirmată de astronomii care au monitorizat orbita stelei S0-2 (prescurtat S2) pe parcursul a 15 ½ ani.
Interesul a fost stârnit? Scufundați-vă mai adânc: aflați cum dezvăluie astronomii istoricul găurilor negre, aflați cum este posibil ca găurile negre să fi modelat universul și aruncați o privire la un nou instrument mondial care ne va permite într-o zi, în curând, să imaginăm efectiv o gaură neagră. Introduceți adresa dvs. de e-mail pentru a vă înscrie la buletinul informativ Sky and Telescope și pentru a descărca GRATUIT cartea electronică găuri negre.