Găurile negre ar putea deveni acceleratoare masive de particule

Cercetătorii explică faptul că materia care ajunge în proximitatea orizontului evenimentelor poate atinge viteze extrem de mari.

Găurile negre reprezintă un domeniu științific care se bucură din ce în ce mai multă atenție, iar după cum explică oamenii de știință, aceste obiecte întind la limită legile fizicii. Astfel când materia se aflată în apropierea orizontului evenimentelor, aceasta poate fi accelerată la viteze incredibile. Unii fizicieni sugerează că atracția gravitațională a găurilor negre poate fi valorificată pentru a crea acceleratoare de particule.

După cum explică un nou studiu, cercetătorii trebuie să calibreze detaliile cu atenție pentru a se asigura că particulele nu ajung în apropierea singularității. Această nouă perspectivă îi poate ajuta pe oamenii de știință să identifice găurile negre din fluxurile de particule care se îndepărtează de ele, notează Live Science.

Cum se comportă particulele în jurul unei găuri negre?

Să presupunem că o particulă începe să cadă într-o gaură neagră, pe măsură ce se apropie de gaura neagră, viteza acesteia devine din ce în ce mai mare. După cum sugerează unele studii, particulele care sunt înghițite de o gaură neagră pot atinge viteze similare cu cea a luminii. Orizontul evenimentelor, distanța față de gaura neagră în care particulele care se prăbușesc ating viteza luminii, definește granița găurii negre.

Dacă o particulă cade spre o gaură neagră, aceasta este pierdută pentru totdeauna, fiind blocată în spatele orizontului evenimentelor fără. Astfel, atunci când oamenii de știința vor să folosească un accelerator de particule, acea regiune este problematică, deoarece un accelerator care nu aruncă particule  în spațiu nu ar fi util. Cercetătorii subliniază faptul că dacă urmăresc două sau mai multe particule, atunci pot obține mult mai multe date.

Dacă două particule se apropie de o gaură neagră, fiecare primește un impuls uriaș de energie, acceleratoarele de particule actuale duc particulele grele la peste 99% din viteza luminii, dar este nevoie de multă muncă și suport material. Găurile negre creează acest tip de accelerație prin simpla lor existență. Pe măsură ce cele două particule se apropie de orizontul evenimentelor, viteza lor crește, și dacă se întâmplă să aibă combinația corectă de viteză și unghi de intrare, se pot întâlni, una ajungând în gaura neagră, iar cea de a doua într-o zonă sigură.

Aplicații practice

Un studiu recent a constatat că găurile negre, inclusiv găurile negre masive, rotative și găurile negre încărcate electric pot accelera particule în moduri utile pentru oamenii de știință. Cercetătorii au descoperit însă că mai multe coliziuni cu viteză mică pot avea loc în apropierea orizontului evenimentelor, oferind informațiile dorite.

Coliziunile trebuie să se producă în apropierea orizontului evenimentelor pentru a atinge un nivel de energie crescut, dar, atunci când scapă de gaura neagră particulele își pierd o mare parte din viteză. Din fericire, cercetătorii au găsit și o soluție pentru această problemă, arătând că pot apărea coliziuni cu energie ridicată în jurul găurilor negre care se rotesc fără a se apropia prea mult de orizonturile evenimentelor, ceea ce înseamnă că pot avea loc fenomenele studiate de fizicieni.

Citește și:

Proiect neobișnuit. Un cercetător propune construirea unui accelerator de particule pe Lună

Viitoarea generaţie de accelerator de particule. Planul îndrăzneţ al lui CERN: un gigant lung de peste 100 de km

Sunt acceleratoarele de particule utile? Unii cercetători sunt de părere că nu

Un mister mai vechi de un secol al astrofizicii a fost descifrat. Savanţii au găsit sursa ”particulelor-fantomă”