DIN NOU DESPRE GĂURI NEGRE. CÂT DE RECI POT FI GĂURILE NEGRE?


pia20051-nustarsolo

Reprezentare artistică: Gaură Neagră Supermasivă. Credit: NASA.GOV

Astăzi urmează să purtăm o conversație ultra suprarealistică. Noi vom încerca să explicăm, iar dumneavoastră veți încerca să pricepeți însă – singurul care înțelege cu adevărat ceea ce se petrece acolo este Stephen Hawking. Din nou despre găuri negre. Însă, de această dată, vom încerca să ne dăm seama cam ce temperaturi sunt implicate acolo.

Ideea înseși că o gaură neagră are temperatură poate aprinde imaginația. Adică, cum poate ceva care absoarbe toată materia și energia care cade în ea să aibă temperatură? Atunci când simțiți căldura unui foc de tabără, de fapt simțiți radiația fotonilor în infraroșu.

Iar găurile negre absorb toată energia ce cade în ele. Nici un fel de radiație în infraroșu nu vine dinspre o gaură neagră. Nici radiație gamma și nici unde radio. Nimic nu scapă!

Acum, găurile negre supermasive pot străluci cu energia a miliarde de stele atunci când devin quasari – adică atunci când se hrănesc activ cu stele, nori de gaze și de praf. Acest material se comprimă într-un disc de agregare în jurul găurii negre cu o asemenea densitate, acționând precum nucleul unei stele în timpul fuziunii nucleare.

Dar nu este tipul de temperatură despre care vorbim. Vorbim despre temperatura orizontului evenimentelor unei găuri negre, unde nu absoarbe nici un material.

Temperatura găurilor negre este conectată cu întregul concept al Radiației Hawking. Anume, ideea că de-a lungul perioadelor vaste de timp, găurile negre vor genera particule virtuale chiar la marginea orizontului evenimentelor. Acest tip de particule este comun – fotoni, adică lumină și căldură.

În mod normal aceste particule sunt capabile să se recombine și să dispară prin anihilare, la fel de repede precum apar. Dar când o pereche de asemenea particule virtuale apar chiar la orizontul evenimentelor, jumătate din pereche se prăbușește în gaura neagră, în timp ce cealaltă jumătate este liberă să evadeze în Univers.

Din perspectiva noastră de observatori din exterior, vedem aceste particule evadând din gaura neagră. Pot fi văzuți fotonii și – de aceea – poate fi măsurată temperatura unei găuri negre.

Temperatura unei găuri negre este invers proporțională cu masa unei găuri negre și dimensiunea orizontului evenimentelor. Să ne reprezentăm astfel o suprafață curbată a orizontului evenimentului unei găuri negre. Sunt multe direcții pe care un foton le-ar putea urma pentru a scăpa din orizontul evenimentelor și marea majoritate a acestora sunt căi care i-ar putea reinsera înapoi în gravitația găurii negre.

Sunt doar câteva direcții rare, unde fotonii călătoresc perfect perpendicular cu orizontul evenimentului, care pot permite fotonului șansa de a scăpa. Cu cât este mai mare orizontul evenimentului, cu atât sunt mai puține căi pe care un foton le-ar putea urma.

De vreme ce energia este eliberată în Univers către orizontul evenimentului unei găuri negre, dar energia nu poate fi nici creată, nici distrusă, chiar gaura neagră oferă masa care aprovizionează energia pentru eliberarea acestor fotoni. Gaura neagră … se evaporează.

Cele mai masive găuri negre din Univers, găuri negre supermasive cu milioane de mase solare vor avea o temperatură de 1,4 x 10^-14 Kelvin. Este o temperatură joasă, aproape de zero absolut, dar nu chiar.

Întrucât aceste temperaturi sunt mult mai joase decât temperatura de fundal a Universului – aproximativ 2,7 Kelvin, toate găurile negre existente vor avea un câștig de masă. Acestea absorb energia de la Radiația Cosmică de Fond mai repede decât se evaporă și vor realiza asta mult timp în viitor.

Până când temperatura de fundal a Universului nu coboară sub temperatura acestor găuri negre, acestea nici măcar nu vor începe să evaporeze.

O gaură neagră cu masa Terrei este încă prea rece. Numai o gaură neagră cu masa Lunii este destul de caldă pentru a se evapora mai repede decât absoarbe energia din Univers.

Așa că pe măsură ce devin mai puțin masive, acestea ar fi chiar și mai fierbinți. O gaură neagră cu masa asteroidului Ceres ar avea 122 Kelvin. Încă gheață … dar mai caldă. O gaură neagră cu jumătate din masa Vestei ar funcționa la peste 1.200 Kelvin. Acum putem găti!

Unii astronomi cercetează activ cerul pentru a identifica explozii de la găuri negre, care s-au format la scurt timp după Big-Bang, când Universul era fierbinte și dens destul de mult pentru ca găurile negre să se poată forma.

Le-a luat miliarde de ani de evaporare pentru a ajunge la punctul în care vor începe să explodeze acum. Este vorba doar de conjunctură, penru că nici o explozie nu a fost până în prezent conectată cu găuri negre primordiale.

Este o mică nebunie să crezi că un obiect care absoarbe toată energia care cade în ea poate de asemenea emite energie? Ei bine, acesta este Universul! Îi mulțumim dr. Hawking pentru că ne-a ajutat să-l înțelegem.

Sursa: UniverseToday – article by FraserCain
Traducere și adaptare: Ciprian Crișan


Cât de reci pot fi găurile negre?
Versiune audio - via Ruxandra Munteanu
De COMPLEXUL ASTRONOMIC BAIA MARE Publicat în 2016 Etichetat

Lasă un răspuns

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s