Stephen Hawking się mylił. Ekstremalne czarne dziury jednak mogą istnieć

Czarne dziury są jednymi z najbardziej tajemniczych i fascynujących obiektów we Wszechświecie. Powstają, gdy masywne gwiazdy zapadają się pod własnym ciężarem, tworząc obiekt, z grawitacją tak silną, że nawet światło nie jest w stanie z niego uciec. 

Jednym z najsłynniejszych badaczy czarnych dziur był Stephen Hawking, który zasłynął swoimi rewolucyjnymi teoriami na temat ich natury. W 1973 roku, wraz z Jamesem Bardeenem i Brandonem Carterem, przedstawił cztery prawa czarnych dziur, które nawiązywały do klasycznych praw termodynamiki. 

Jednym z najważniejszych wniosków tej pracy było stwierdzenie, że tzw. ekstremalne czarne dziury, które mają maksymalną możliwą wartość ładunku lub momentu pędu w stosunku do swojej masy, nie mogą istnieć w rzeczywistości. Wynikało to z założenia, że takie obiekty musiałyby posiadać zerową grawitację powierzchniową, a co za tym idzie - zerową temperaturę, co byłoby sprzeczne z ideą promieniowania Hawkinga, które sugeruje, że czarne dziury emitują energię.

Hawking i jego współpracownicy przypuszczali, że każdy proces prowadzący do powstania ekstremalnej czarnej dziury mógłby zniszczyć horyzont zdarzeń, prowadząc do powstania tzw. nagiej osobliwości, czyli punktu, w którym grawitacja staje się nieskończona, a prawa fizyki załamują się. Dlatego właśnie istnienie takich ekstremalnych czarnych dziur uznano za niemożliwe.

Niedawno teoria przedstawiona przez Hawkinga została podważona przez dwóch matematyków - Christopha Kehle z MIT oraz Ryana Ungera ze Stanford University. W swoich badaniach udowodnili oni, że istnieją rozwiązania równań Einsteina, które pozwalają na stworzenie ekstremalnych czarnych dziur, a co więcej, ich powstanie nie prowadzi do pojawienia się nagiej osobliwości.

Kehle i Unger rozpoczęli od badania powstawania naładowanych czarnych dziur i odkryli, że można zwiększyć ładunek czarnej dziury szybciej niż jej masę, co pozwala na osiągnięcie stanu ekstremalnego w skończonym czasie. Co istotne, proces ten nie prowadzi do zniknięcia horyzontu zdarzeń, co było jednym z kluczowych zastrzeżeń Hawkinga.

Ich odkrycie wzbudziło ogromne zainteresowanie w świecie nauki, ponieważ pokazuje, że nasze rozumienie czarnych dziur i praw fizyki, które nimi rządzą, może być znacznie bardziej ograniczone, niż dotychczas sądzono. 

Choć dowody teoretyczne potwierdzają możliwość istnienia takich obiektów, wciąż nie wiadomo, czy rzeczywiście występują one w naturze. Większość znanych czarnych dziur charakteryzuje się dużym momentem pędu, a nie ładunkiem, co sprawia, że wykrycie ekstremalnej czarnej dziury o maksymalnym ładunku jest mało prawdopodobne. Niemniej jednak prace Kehle i Ungera stanowią ważny krok w stronę zrozumienia tych niezwykłych obiektów i mogą zainspirować kolejne rewolucyjne odkrycia w tej dziedzinie.

***

Bądź na bieżąco i zostań jednym z 90 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!

***

Co myślisz o pracy redakcji Geekweeka? Oceń nas! Twoje zdanie ma dla nas znaczenie.