Acest proiect internațional, denumit Event Horizon Telescope (EHT), a reușit să confirme predicțiile formulate de Einstein cu privire la modul în care lumina se comportă în apropierea acestor obiecte supermasive și superdense, dar în afară de acest lucru și de premiera reprezentată de imaginea unei găuri negre, trei întrebări fundamentale din fizică cu privire la găurile negre așteaptă încă răspunsuri, conform unui material publicat de Live Science.

'Pe o scară de la zero la uluitor, a fost uluitor', a comentat Erin Bonning, astrofizician și specialist în găuri negre de la Universitatea Emory, din Atlanta, Georgia, care nu a făcut parte din echipa EHT. 'Acestea fiind spuse, a fost ceea ce m-am așteptat să fie', a adăugat ea pentru Live Science.

Marele anunț, despre care a început să se vorbească cu aproape 10 zile înainte, s-a dovedit a fi deopotrivă incredibil de emoționant și aproape complet lipsit de informații științifice noi și relevante despre găurile negre. Fizica nu trebuie rescrisă în virtutea descoperirilor realizate de EHT. Nu a fost identificată nici măcar vreo caracteristică exotică a găurilor negre. Până și imaginea obținută nu este în sine diferită față de numeroasele ilustrații cu găuri negre din literatura de specialitate și din pop science. Poate singura diferență cu adevărat importantă este că această imagine este cu mult mai neclară.

Comunitatea științifică a așteptat cu interes anunțul de miercuri, în special în contextul în care a stârnit atât de multă vâlvă, în speranța că echipa EHT va putea oferi indicii noi sau chiar răspunsuri la trei întrebări fundamentale despre găurile negre. Deocamdată aceste întrebări rămân fără răspuns.

Cum sunt produse jeturile imense de materie fierbinte și radiații?

Toate găurile negre supermasive atrag materia din apropiere și înghit cea mai mare parte a ei (care ajunge dincolo de orizontul evenimentului, într-un spațiu în care toate legile fizicii și matematicii încetează să existe) iar o mică parte este expulzată în spațiu cu viteze apropiate de cea a luminii, rezultând ceea ce astrofizicienii denumesc 'jeturi relativiste'. 

Iar gaura neagră din centrul galaxiei Virgo A (denumită și Messier 87) este celebră printre astrofizicieni pentru impresionantele jeturi pe care le degajă și care sunt atât de mari și puternice încât părăsesc galaxia, ajungând în spațiul intergalactic.

Fizicienii cunosc în mare care este cauza acestui fenomen: materia care urmează să cadă în puțul gravitațional al găurii negre este accelerată la viteze extreme, iar o parte din ea este proiectată spre exterior, păstrându-și însă inerția. Oamenii de știință nu știu însă cu precizie detaliile acestui fenomen, iar imaginea realizată în cadrul proiectului EHT și studiul ce o însoțește nu oferă nimic nou despre aceste detalii.

Obținerea unor astfel de detalii ar însemna corelarea observațiilor realizate în cadrul proiectului EHT (care acoperă o regiune relativ mică din spațiu) cu imaginile la scară mai mare ale jeturilor relativiste. De asemenea, noi informații despre aceste jeturi ar putea fi obținute prin compararea cu imaginile adunate cu cea de-a doua țintă EHT: gaura neagră supermasivă Sagittarius A*, aflată în centrul galaxiei noastre. Sagittarius A* nu produce jeturi similare lui M87. 

Cum se împacă relativitatea generală cu mecanica cuantică?

Atunci când mai mulți fizicieni eminenți urcă împreună pe o scenă pentru a anunța o descoperire 'cu adevărat interesantă', te-ai putea aștepta că au descoperit ceva care să unifice cele două mari teorii din fizică, deocamdată disonante - fizica macro, a gravitației și fizica micro, a bizarei lumi cuantice. Miza ar fi explicarea conceptului de 'gravitație cuantică', un concept care rămâne o mare necunoscută pentru fizică. De mai bine de un secol fizicienii lucrează folosind două seturi de reguli diferite: relativitatea generală și mecanica cuantică. Problema este că relativitatea nu poate explica comportamentul cuantic al particulelor, iar mecanica cuantică nu poate explica gravitația. O teorie care să unească tărâmul scindat al fizicii ar presupune explicarea conceptului de gravitație cuantică.

Înaintea anunțului de miercuri au existat speculații că echipa EHT ar fi obținut niște date importante pe acest subiect. Însă imaginea făcută publică nu este cu nimic surprinzătoare din perspectiva relativității generale și nu oferă nimic nou pentru a apropia cele două teorii aparent ireconciliabile. Cei care se așteptau la un anunț privind o cale de conciliere între cele două teorii au privit cu speranță spre proiectul EHT pentru că la granița unei găuri negre, acolo unde începe orizontul evenimentului, colosalele forțe relativiste trec în spațiul cuantic.

'Ne-am fi așteptat să vedem gravitația cuantică foarte, foarte aproape de orizontul evenimentului sau foarte, foarte devreme, la începuturile Universului (când toată materia era înghesuită într-un spațiu foarte mic)', a susținut ea. Însă cu astfel de imagini neclare ne este greu să sperăm că vom vedea așa ceva chiar și în viitor, după creșterea capacității telescoapelor din cadrul EHT.

Teoria lui Stephen Hawking este corectă?

Poate cea mai importantă contribuție adusă de celebrul fizician Stephen Hawking domeniului astrofizicii este așa-numita 'radiație Hawking' - și anume că găurile negre nu sunt complet negre ci emit cantități mici de radiații de-a lungul timpului. Astfel, în cazul în care o gaură neagră supermasivă nu se hrănește, pierde constant energie ajungând să se evapore, pur și simplu, însă la o scară a timpului care depășește cu mult vârsta Universului.

Rezultatul proiectului EHT nu confirmă dar nici nu infirmă teoria lui Hawking.

Găurile negre supermasive, așa cum este cea din galaxia Virgo A, emit doar cantități infime de radiație Hawking relativ la dimensiunea lor. Dacă unele dintre cele mai performante instrumente de care dispunem abia pot detecta lumina rezultată din încălzirea materiei ce se adună în jurul orizontului evenimentului, există șanse foarte mici să putem detecta vreodată strălucirea slabă a radiației Hawking pe suprafața aparentă a orizontului evenimentului. Astfel de rezultate vor putea fi obținute însă pe găuri negre liliputane, obiecte fizice cu perioada de viață foarte scurtă și atât de mici încât orizontul evenimentului ne-ar încăpea în palmă.

Până la urmă, ce am aflat din această imagine?

În primul rând, Teoria Relativității Generale a lui Einstein a fost reconfirmată. Forma umbrei sau siluetei găurii negre este un cerc perfect, exact așa cum Einstein și mai mulți fizicieni care au lucrat cu ecuațiile relativității generale au prezis.

'Nu cred că mai este cazul să fim surprinși atunci când relativitatea generală mai trece încă un test. Dacă fizicienii ar fi urcat pe scenă și ar fi spus că această teorie este greșită, atunci aș fi căzut de pe scaun', a adăugat Bonning.

Ca implicație practică, această imagine le-a permis fizicienilor să calculeze cu precizie masa găurii negre supermasive care se află la distanța de peste 54 de milioane de ani lumină, în inima galaxiei Virgo A. Această gaură neagră este de 6,5 miliarde de ori mai grea decât Soarele. Faptul că s-a reușit calcularea masei sale este un lucru extrem de important pentru că ar putea schimba modalitatea în care sunt 'cântărite' și alte găuri negre supermasive.

sursa: AGERPRES