O echipă internațională de fizicieni, inclusiv profesorul Francesco Sannino de la Universitatea Danemarcei de Sud, a analizat posibilitatea ca o gaură neagră să se divizeze în două. Concluziile cercetării, publicate în revista Physical Review D, sugerează că, în condiții extreme, acest scenariu nu este complet imposibil din punct de vedere teoretic.
Obstacole fizice majore pentru ruperea unei găuri negre
Legea termodinamică a doua afirmă că entropia unui sistem izolat nu poate să scadă. În cazul găurilor negre, entropia depinde de suprafața orizontului evenimentelor. Divizarea unei găuri negre în două ar reduce entropia totală, fapt care contravine acestei legi fundamentale. Astfel, conform teoriei actuale, ruperea unei găuri negre în două obiecte mai mici nu ar fi permisă.
Observații și confirmări din undele gravitaționale
Determinări anterioare din detectarea undelor gravitaționale au adus confirmări pentru teoriile lui Stephen Hawking despre entropia găurilor negre. Analizele acestor unde au arătat ce se întâmplă în cele mai dinamice momente, precum fuziunea a două găuri negre pentru formarea uneia mai mari.
Impactul rotației rapide asupra posibilității de divizare
Cercetătorii au descoperit că, dacă o gaură neagră se rotește aproape de limita maximă teoretică, s-ar putea ca, matematic, să se divizeze în două găuri negre mai lente, care se rotează cu un moment cinetic redistribuit. În acest scenariu, o parte din energia inițială ar fi preluată de mișcarea orbitală a fragmentelor.
Modelul matematic: reprezentarea prin „topologia perechii de pantaloni”
Procesul a fost descris folosind un model matematic numit „topologia perechii de pantaloni”. În această reprezentare, evoluția găurii negre în timp arată ca o pereche de pantaloni, unde partea superioară corespunde obiectului inițial, iar cele două crăcane reprezintă cele două găuri mai mici rezultate.
Posibile indicatori și mecanisme de declanșare
Una dintre explicațiile pentru declanșarea divizării ar putea fi fenomenul de superradianță, prin care energiile din rotație pot fi extrase de unde speciale ale spacetime-ului. În alte modele teoretice, care implică dimensiuni suplimentare, ar fi mai probabil ca o gaură neagră să desprindă un fragment foarte mic decât să se împartă în două jumătăți egale.
Perspectiva de detectare și limitările actuale
Specialiștii recunosc că nu pot calcula încă probabilitatea ca un eveniment de rupere a unei găuri negre să aibă loc în realitate. Fragmentele foarte mici rezultate ar putea lăsa semnale detectabile de telescoape precum Fermi-LAT, în radiațiile gamma. Până în prezent, nimeni nu a observat o gaură neagră divizată. Studiul nu demonstratează că fenomenul s-ar putea întâmpla, ci doar că anumite modele teoretice îl permit.
Implicații și viitorul cercetărilor
Dacă ruperea unei găuri negre va fi confirmată în viitor, aceasta ar putea influența în mod profund înțelegerile asupra gravitației, spațiului și timpului. Până în prezent, însă, rămâne un fenomen teoretic, care determină fizicienii să exploreze limitele fizicii moderne și să caute semnale subtile în observațiile astronomice.
