Nouă teorie a fizicii sugerează că trăim într-o gigantică gaură neagră

Noi cercetări privind găurile negre s-au accelerat în ultimii ani, producând teorii cu totul extraordinare, care, însă, sunt probate în parte de observaţiile astrofizicii.

Cel mai recent model avansat de cercetători este şi unul dintre cele mai bizare.

O echipă de astrofizicieni de la Universitatea din Waterloo, Canada a propus o teorie care sugerează că Universul - mai precis bucata din univers pe care noi o putem cunoaşte - este de fapt suprafaţa exterioară a unei găuri negre multidimensionale masive, care trăieşte într-un univers mai mare (având dimensiuni în plus faţă de al nostru).

Poate suna de-a dreptul bizar, asemenea majorităţii teoriilor şi ecuaţiilor care descriu găurile negre - unele dintre cele mai complexe şi enigmatice corpuri observabile în Univers - dar numeroşi oameni de ştiinţă sunt de părere că această nouă teorie radicală este în concordanţă cu observaţiile astronomice şi astrofizice şi că, teoretic, o astfel de realitate ne poate apropia de teoria mult aşteptată a "gravităţii cuantice".

Una dintre cele mai mari probleme ale fizicii moderne este discrepanţa dintre teoria relativităţii - care susţine existenţa unei viteze-limită în universul nostru - cea a luminii în vid - şi teoria cuantică - ce modelează matematic lumea moleculară şi atomică - conform căreia particulele subatomice nu sunt obiectul modelului relativist.

Echipa de cercetare de la Waterloo a folosit concepte din controversata teorie "strings" - a corzilor, pentru a modela un univers cu mai puţine dimensiuni, care trăieşte în "interiorul" suprafeţei unei găuri negre.

Conform teoriei relativităţii, un obiect aruncat într-o gaură neagră va trece printr-o sferă de demarcaţie virtuală din jurul acestor corpuri cosmice - numită de fizicieni orizont de evenimente - de unde nu se va mai întoarce. În momentul acela, pentru observatori din afară, obiectul va rămâne vizibil şi nemişcat pe "membrana" orizontului de evenimente, deşi el se va mişca accelerat către centrul găurii negre. Cu alte cuvinte, suprafaţa exterioară a găurii negre va păstra informaţia legată de obiect pe sfera orizontului de evenimente - cu alte cuvinte într-un spaţiu cu mai puţine dimensiuni (2 + 1) decât cel în care se desfăşoară de fapt acţiunea (3 + 1 în cazul universului nostru). Astfel că ecuaţiile matematice ale cojii unei găuri negre sunt destul de bizare, fizicienii vorbind de o reprezentare holografică a obiectelor care trec de orizontul de evenimente, construită de legile fizicii în momentul trecerii.

Robert Mann, unul dintre liderii echipei de cercetare de la Universitatea Waterloo a spus: "Am plecat de la ideea de bază că poate singularitatea universului este că singularitatea din centrul unei găuri negre. Ideea a fost, într-un anumit sens, motivată de încercarea de a unifica noţiunea de singularitate - sau de a rezolva discrepanţele dintre găurile negre şi cosmologie. Pe cale logică am ajuns la concluzia că Big Bang ar fi analog cu formarea unei găuri negre, dar cumva invers.

Cercetarea echipei s-a bazat pe lucrarea anterioară a profesorului Niayesh Afshordi, deşi savantul nu este singurul om de ştiinţă care a analizat posibilitatea ca o singularitate a găurii negre naşte un univers.

Nikodem Poplawski de la Universitatea din New Haven îşi imaginează sămânţa universului ca sămânţa unei plante - un nucleu de informaţii fundamentale comprimate în interiorul unei cochilii care o protejează de lumea exterioară. Poplawski spune că aceasta este în esenţă şi modelul care descrie o gaură neagră - o coajă protectoare în jurul unei singularităţi, unde funcţionează presiuni gravitaţionale imense creând un fel de mecanism de compresie.

Comprimat destul de mult - aşa cum îşi imaginează oamenii de ştiinţă că este cazul singularităţii unei găuri negre, care ar putea altera legile cunoscute ale fizicii. Spaţiul comprimat suficient ar putea produce un efect de arc. O decompresie a arcului ar putea fi ceea ce fizicienii numesc Big Bang-ul nostru, care ar putea, teoretic, avea loc în interiorul rămăşiţelor comprimate ale unei stele dintr-un univers cu cinci dimensiuni.

Poplawski a sugerat, de asemenea, că găurile negre ar putea fi portaluri care leagă universurile - o teorie mai veche a astrofizicii. Fiecare gaură neagră, spune el, ar putea fi o "uşă cu sens unic" către un alt univers sau poate la un multivers - un univers cu mai multe dimensiuni.

Indiferent dacă această teorie bizară este sau nu adevărată, oamenii de ştiinţă par din ce în ce mai convinşi că găurile negre ar putea fi cheia înţelegerii multora dintre cele mai controversate mistere din univers, inclusiv teoria Big Bang-ului, inflaţia şi energia întunecată.