Găurile negre pot fi create în laborator mult mai uşor decât se credea, anunţă fizicienii

Dacă cercetătorii vor reuşi să creeze găuri negre cu asemenea energii pe Pământ, această realizare ar putea permite demonstrarea existenţei altor dimensiuni ale universului, au subliniat fizicienii.

Experţii dau asigurări că aceste găuri negre nu ar reprezenta o ameninţare pentru Pământ.

• Secretele lui Constantin Brâncuși, dezvăluite într-un nou episod al podcastului „Altceva cu Adrian Artene”
• De ce nu mai apare Vladimir Putin în public după izbucnirea războiului din Orientul Mijlociu

Găurile negre deţin câmpuri gravitaţionale atât de puternice încât nimic nu le poate scăpa, nici măcar lumina. Găurile se formează în mod normal atunci când rămăşiţele unei stele moarte se prăbuşesc sub forţa propriei gravitaţii, strângându-şi masa laolaltă.

Mai multe teorii despre univers sugerează existenţa altor dimensiuni ale realităţii, fiecare dintre acestea pliate în dimensiuni cuprinse între cea a unui proton şi o fracţiune de milimetru. La distanţe comparabile cu dimensiunile acestor dimensiuni suplimentare, modelele teoretice sugerează că gravitaţia devine mult mai puternică decât este în mod normal. Din acest motiv, acceleratoarele de particule ar putea concentra suficientă energie pentru a genera găuri negre.

Când cel mai puternic accelerator de particule din lume, Large Hadron Collider (LHC), a devenit activ, mulţi cercetători s-au întrebat dacă acesta va deveni o „fabrică de găuri negre”, generând câte o gaură neagră pe secundă. În interiorul acestui accelerator, particulele călătoresc la viteze înalte de-a lungul tunelului circular ce are o circumferinţă de 27 de kilometri înainte de a se ciocni pentru a crea energii explozive. La nivelul maxim de activitate, fiecare particulă emisă de collider are la fel de multă energie ca un tren de 400 de tone ce călătoreşte cu o viteză de 195 de kilometri pe oră.

Până acum, cercetătorii nu au detectat găuri negre la LHC. Cu toate acestea, specialiştii continuă să se arate interesaţi de această posibilitate. Acum, folosind supercomputere, cercetătorii care au simulat coliziuni între particule ce călătoresc cu viteza luminii au arătat că găurile negre se pot forma la energii mai mici decât se credea până acum.

Această descoperire porneşte de la teoria relativităţii ce a fost enunţată de Einstein. Prin celebra sa ecuaţie E=mc², Einstein a dezvăluit că există o legătură între masă şi energie. Astfel, cu cât energia unei particule este mai mare – de exemplu, cu cât este accelerată mai mult în LHC – cu atât masa sa devine mai mare.

Apoi, teoria lui Einstein explică faptul că masa curbează spaţiu-timpul, generând fenomenul cunoscut sub numele de „gravitaţie”. Pe măsură ce particulele călătoresc de-a lungul acceleratoarelor de particule, ele curbează spaţiu-timpul şi pot concentra energia într-un mod similar în care o lentilă concentrează lumina.

Atunci când două particule se ciocnesc, fiecare dintre ele poate concentra energia celeilalte. Dacă oamenii de ştiinţă folosesc modele teoretice bazate pe relativitatea clasică, ce exclud posibilitatea unor dimensiuni suplimentare, „ne putem aştepta la formarea unor găuri negre la o treime din energia considerată necesară până acum”, a explicat Frans Pretorius, fizician teoretic la Universitatea Princeton.

Cu toate acestea, fizica sugerează că ar fi nevoie de un quadrillion (un milion de miliarde) mai multă energie pentru a forma o gaură neagră microscopică decât este capabil în acest moment LHC, astfel că şi o treime din această cantitate este dincolo de abilităţile umane. Scenariile bazate pe extra dimensiuni ar permite formarea găurilor negre la energii mai scăzute, „dar nu fac previziuni concrete referitoare la care ar putea fi acestea”, spune Pretorius.

Pe cât de înfricoşătoare sună găurile negre, dacă acceleratoarele de particule de pe Terra le pot genera, aceste entităţi infinitezimale nu reprezintă un risc pentru planetă.

„Un mit foarte răspândit este acela conform căruia găurile negre ce s-ar forma la LHC ar putea înghiţi Pământul”, spune Pretorius. „Dacă putem folosi termenul «sigur» în ştiinţă, atunci putem spune că suntem siguri că acest lucru este imposibil”, a declarat cercetătorul.

În primul rând, fizicianul Stephen Hawking a calculat că toate găurile negre ar trebui să piardă masă cu timpul, eliberând ceea ce este cunoscut sub numele de „radiaţie Hawking”. Găurile negre de mici dimensiuni devin mai mici prin acest tip de „evaporare” mai repede decât se dezvoltă prin „înghiţirea” materiei, astfel că ar dispărea într-o fracţiune de secundă.

Chiar dacă presupunem că Hawking se înşală şi găurile negre sunt, de fapt, mai stabile, aceste găuri negre de mici dimensiuni nu ar reprezenta un pericol. Pentru că găurile negre microscopice ar fi create în interiorul unui accelerator de particule, ele ar fi nevoite să menţină suficientă viteză pentru a scăpa de gravitaţia Terrei. De asemenea, dacă s-ar reuşi crearea acestor găuri negre, fiecare dintre ele ar fi atât de mici încât ar avea nevoie de o perioadă de timp mai mare decât vârsta actuală a Universului pentru a consuma un miligram de materie terestră.

„Aceste găuri negre ar fi prea mici pentru a consuma vreo cantitate semnificativă de materie”, a explicat Pretorius. Cercetătorul a publicat acest studiu alături de colegul său William East în jurnalul ştiinţific Physical Review Letters.

Sursa: Space