Nauka

Stephen Hawking mógł się mylić. Ekstremalne czarne dziury mogą istnieć!

2024-09-22

Czarne dziury to jedne z najbardziej enigmatycznych obiektów we Wszechświecie. Powstają, gdy masywne gwiazdy zapadają się pod własnym ciężarem, tworząc obiekt, z którego grawitacja jest na tyle silna, że nawet światło nie jest w stanie z niego uciec.

Stephen Hawking, jeden z najbardziej znanych badaczy czarnych dziur, w latach 70. XX wieku zasłynął swoimi nowatorskimi teoriami, które diametralnie zmieniły sposób, w jaki postrzegamy te mroczne obiekty. W 1973 roku, współpracując z Jamesem Bardeenem i Brandonem Carterem, opublikował cztery prawa czarnych dziur, które odnosiły się do klasycznych zasad termodynamiki.

Jednym z kluczowych wniosków, jaki wysunął, było stwierdzenie, że tak zwane ekstremalne czarne dziury, mające maksymalną wartość ładunku lub momentu pędu w stosunku do swojej masy, nie mogą istnieć. Dlaczego? Hawking zakładał, że takie obiekty musiałyby mieć zerową grawitację powierzchniową, co implikowałoby również zerową temperaturę, co z kolei jest sprzeczne z jego własną teorią promieniowania Hawkinga, która sugeruje, że czarne dziury emitują energię.

Jednak niedawno, teoria Hawkinga została podważona przez dwóch matematycznych naukowców, Christopha Kehle z MIT i Ryana Ungera z Uniwersytetu Standforda. W swoich badaniach udowodnili oni, że istnieją rozwiązania równań Einsteina, które dopuszczają istnienie ekstremalnych czarnych dziur, a ich powstanie nie prowadzi do powstania tzw. nagiej osobliwości — punktu, w którym grawitacja staje się nieskończona.

Kehle i Unger skoncentrowali się na badaniu naładowanych czarnych dziur i odkryli, że można zwiększyć ładunek czarnej dziury szybciej niż jej masę, co umożliwia osiągnięcie stanu ekstremalnego w skończonym czasie. Ogromnie ważne jest to, że cały ten proces nie prowadzi do zniknięcia horyzontu zdarzeń, co było jednym z kluczowych argumentów Hawkinga.

To przełomowe odkrycie nie tylko wzbudziło ogromne zainteresowanie w środowisku naukowym, ale także rzuciło nowe światło na nasze zrozumienie natury czarnych dziur i praw fizyki z nimi związanych. Pomimo teoretycznych dowodów na możliwość istnienia ekstremalnych czarnych dziur, nadal nie wiadomo, czy takie obiekty rzeczywiście występują w naturze. Większość znanych czarnych dziur charakteryzuje się dużym momentem pędu, a nie ładunkiem, co czyni wykrycie ekstremalnej czarnej dziury o maksymalnym ładunku mało prawdopodobnym.

Jednak prace Kehle i Ungera są ważnym krokiem w stronę zrozumienia tych niezwykłych obiektów i mogą zainspirować kolejne rewolucyjne odkrycia w tej fascynującej dziedzinie nauki. Jest to jednocześnie przypomnienie, że w nauce wciąż istnieje wiele tajemnic do odkrycia, a nasze zrozumienie Wszechświata może ewoluować w nieprzewidywalny sposób.