Cristalele de spațiu-timp ar putea genera găuri negre microscopice și singularități nude
Un studiu teoretic extinde relativitatea generală în dimensiuni superioare, demonstrând că ondulațiile repetitive ale spațiu-timpului pot crea găuri negre minuscule și singularități fără orizont de evenimente.
Un trio de fizicieni a demonstrat matematic că un model repetitiv de ondulații în geometria spațiu-timpului poate da naștere unor singularități nude și găuri negre microscopice, extinzând teoria relativității generale în dimensiuni superioare. Descoperirea oferă un argument proaspăt într-un domeniu care macină comunitatea științifică de zeci de ani.
Singularitățile nude și pariul lui Hawking
În 1997, Stephen Hawking a recunoscut public pierderea unui pariu celebru, făcut în 1991 cu fizicienii Kip Thorne și John Preskill, privind existența singularităților nude. Acestea sunt obiecte similare găurilor negre, dar lipsite de un orizont al evenimentelor, acea graniță dincolo de care nimic, nici măcar lumina, nu mai poate scăpa. Fără acest înveliș, singularitățile devin, teoretic, observabile direct în univers.
Cristalele spațiu-timp și colapsul gravitațional
Dovada care l-a convins pe Hawking a venit în 1993 de la Matthew Choptuik, care a modelat numeric colapsul gravitațional al unui câmp de materie pe supercomputerele vremii. Choptuik a descoperit că, prin ajustarea fină a condițiilor inițiale, materia ajunge într-o stare instabilă și auto-organizată, numită cristal spațiu-timp. Această structură repetitivă conține o singularitate cu o curbură infinită. Totuși, starea este extrem de fragilă: la cea mai mică fluctuație, câmpul fie se disipează complet în spațiu gol, fie colapsează într-o gaură neagră microscopică.
Abordarea analitică în dimensiuni superioare
Până acum, simulările computerizate s-au lovit de limitări de precizie din cauza numărului finit de cifre reprezentabile pe biți. Noul studiu elimină această barieră printr-o abordare analitică pură. „Ori de câte ori fizicienii găsesc un parametru mic, sunt fericiți, deoarece pot rezolva ecuațiile când acesta este zero, adăugând ulterior corecții prin teoria perturbațiilor”, a declarat coautorul Daniel Grumiller, astrofizician la Universitatea de Tehnologie din Viena. „Relativitatea generală nu are un astfel de parametru, dar dacă introduci inversul numărului de dimensiuni și presupui că acest număr este uriaș, ecuațiile devin maleabile.”
Rezultate și perspective
Când numărul de dimensiuni tinde spre infinit, ecuațiile se simplifică extraordinar, soluția exactă ocupând doar câteva rânduri pe hârtie. Evident, universul nostru nu are dimensiuni infinite. Pe măsură ce cercetătorii au coborât numărul dimensiunilor spre valori mai realiste, ecuațiile au devenit complexe. În prezent, cea mai mică valoare dimensională pe care fizicienii au putut-o conecta coerent prin calcule matematice este 52, în timp ce simulările numerice actuale pot procesa date doar până la dimensiunea 14. Pentru a demonstra că aceste cristale și singularități nude sunt fizic posibile într-un univers tridimensional, echipa plănuiește să extindă calculele numerice la dimensiuni superioare pentru a intersecta cele două metode.
