Ce este in interiorul unei gauri negre?

Un grup de cercetatori condusi de catre Jun Nishimura, profesor asociat la KEK, a reusit sa evidentieze pentru prima oara conditiile din interiorul unei gauri neagre cu ajutorul unei simulari pe calculator utilizand teoria corzilor.
Grupul de cercetatori a facut simulari numerice utilizand teoria corzilor, cu ajutorul careia se poate descrie comportamentul particulelor elementare. Au confirmat pentru prima oara ca in o gaura neagra energia depinde de temperatura la o anumita putere, acest comportament fiind prezis de calculele bazate pe teoria lui Hawking.
Rezultatul demonstreaza ca proprietatile termodinamice ale gaurilor negre, proprietati precum radiatia Hawking, pot fi explicate de catre o multime de corzi aflate in interiorul gaurii negre, prezise de teoria corzilor.
Gaurile negre sunt obiecte astronomice prezise de teoria relativitatii generale a lui Einstein. Datorita puternicului camp gravitational, spatiu si timpul sunt atat de puternic distorsionate, incat toata materia si inclusiv lumina sunt atrase de catre gaura neagra. In 1974 fizicianul britanic, Stephen Hawking a demonstrat ca lumina si particule sunt emise de catre suprafata gaurii negre, prin urmare aceasta devenind din ce in ce mai mica. Inca de atunci s-a presupus existenta unei structuri in interiorul gaurilor negre.
Cu toate acestea, nu s-a reusit sa se descrie starea interiorului unei gauri negre deoarece curbura spatiu-timpului devine asa de mare, incat numai teoria relativitatii generale nu mai este valabila, fiind necesar a se lua in considerare fluctuatii cuantice.
Pe de alta parte, in domeniul particulelor elementare, teoria corzilor a fost propusa pentru a unifica in un mod consistent relativitatea generala cu mecanica cuantica. Teoria corzilor descrie toate particulelele elementare descoperite pana acum drept corzi foarte scurte, care oscileaza cu diferite frecvente, si care se propaga in spatiu-timp de 10 sau 11 dimensiuni. Astfel, in mod natural teoria corzilor prezice existenta gravitonilor. Astfel, relativitatea generalizata, care explica gravitatia, este extinsa natural la scala fizicii particulelor elementare. Intrebarea daca teoria corzilor poate sa descrie structura interioara a unei gauri negre a atras de ceva vreme atentia fizicienilor teoreticieni din lumea intreaga.
Cercetatori japonezi au stabilit o metoda care trateaza eficient oscilatia corzilor in functie de frecventa acestora. Comportamentul termodinamic al corzilor ce se presupune ca exista in interiorul unei gauri negre a fost calculat dupa aceasta metoda, utilizand un supercalculator "Hitachi SR11000 model K1".
Supercalculatorul Hitachi SR11000 model K1 a fost folosit pentru aceasta simulare. A fost instalat la KEK in martie 2006. Are o putere de calcul de 2.15 milioane de milioane de calcule pe secunda.
Multa vreme s-a considerat ca structura interioara a unei gauri negre poate fi dedusa numai din radiatia Hawking emisa de suprafata gaurii negre. Rezultatul acestei cercetari arata ca misterioasele prorietati termodinamice ale gaurilor negre pot fi explicate considerand ca interiorul gaurii negre gazduieste o multime de corzi oscilante.
Cum vede un artist interiorul unei gauri negre ca o colectie de corzi.

---

Despre autor: