Un model de gaură neagră nesingulară este o teorie matematică a găurilor negre care evită anumite probleme teoretice ale modelului standard al găurii negre, inclusiv și natura neobservabilă a orizontului evenimentelor al găurii negre.
Evitarea paradoxurilor din modelul standard al găurii negre
Pentru ca o gaură neagră să existe fizic ca soluție a ecuațiilor lui Einstein, ea trebuie să formeze un orizont al evenimentelor într-un timp finit raportat la observatorii exteriori. Acest lucru necesită o teorie corectă a formării găurilor negre, pentru care au fost propuse mai multe variante. În 2007, Shuan Nan Zhang de la Universitatea Tsinghua a propus un model în care orizontul evenimentelor al unei potențiale găuri negre se formează (sau se extinde) numai după ce un obiect cade în orizontul deja existent ori după ce orizontul a depășit densitatea critică. Cu alte cuvinte, un obiect aflat în cădere face ca orizontul unei găuri negre să se extindă, iar aceasta se produce numai după ce obiectul a căzut în gaură, permițând existența unui orizont observabil într-un timp finit.
Modele alternative de găuri negre
Modelele de găuri negre nesingulare au fost propuse încă din momentul în care au fost recunoscute primele probleme teoretice asociate găurilor negre. Astăzi, printre cei mai plauzibili candidați pentru rezultatul colapsului unei stele cu masă mult peste limita Chandrasekhar se numără și .
Deși găurile negre au reprezentat o parte bine stabilită a fizicii dominante în cea mai mare parte a sfârșitului secolului al XX-lea, modelele alternative au primit o nouă atenție atunci când modelele propuse de și, ulterior, de , Dejan Stojkovic și Tanmay Vachaspati de la au arătat, în mai multe modele distincte, că orizonturile găurilor negre nu se pot forma.
Astfel de cercetări au atras multă atenție în mass-media, deoarece găurile negre au captat de mult imaginația atât a oamenilor de știință, cât și a publicului, prin simplitatea și caracterul lor misterios. Prin urmare, rezultatele teoretice recente au fost supuse unei examinări atente, iar majoritatea sunt în prezent excluse de studii teoretice. De exemplu, s-a arătat că mai multe modele alternative de găuri negre sunt instabile la rotație extrem de rapidă, ceea ce, prin conservarea momentului cinetic, nu ar fi un scenariu fizic neobișnuit pentru o stea colapsată (vezi pulsar). Cu toate acestea, existența unui model stabil de gaură neagră nesingulară rămâne o problemă deschisă.
Metrica Hayward este cea mai simplă descriere a unei găuri negre nesingulare. Metrica a fost formulată de Sean Hayward ca modelul minimal care este regulat, static, și .
Metrica Ayón-Beato–García Modelul Ayón-Beato–García este prima gaură neagră regulată exactă, încărcată, cu sursă. Modelul a fost propus de Eloy Ayón Beato și Alberto García în 1998, pe baza cuplajului minim dintre un model de și relativitate generală, considerând un spațiu-timp static și . Mai târziu, aceiași autori au reinterpretat prima geometrie de gaură neagră nesingulară, modelul-jucărie al lui Bardeen, ca gaură neagră regulată bazată pe electrodinamică neliniară. În prezent, se știe că modelul Ayón-Beato–García poate imita proprietățile de absorbție ale , din perspectiva absorbției câmpurilor scalare de test, fără masă.
Găurile negre nesingulare ca materie întunecată În 2024, Paul C.W. Davies, Damien A. Easson și Phillip B. Levin au propus că găurile negre nesingulare constituie un candidat plauzibil pentru materia întunecată. Ei au arătat că gaura neagră nesingulară Schwarzschild–de Sitter se evaporă lent, atinge o temperatură maximă, dar finită, apoi formează un rest de gaură neagră care nu are singularitate și a cărui masă este de ordinul masei Planck. Această gaură neagră nesingulară poate constitui întreaga materie întunecată din universul observabil, deoarece fracția de găuri negre primordiale care formează materia întunecată este invers proporțională cu cea mai mică masă a unei găuri negre primordiale care ar fi putut supraviețui din epoca primordială până astăzi. Se credea anterior că evaporarea Hawking stabilea limita inferioară pentru găurile negre primordiale la 1012 kg, dar găurile negre nesingulare, care formează resturi și nu se evaporă complet, coboară această limită până la masa Planck, adică 10−8 kg. Astfel, găurile negre nesingulare cu masă Planck, formate primordial, ar putea alcătui astăzi întreaga materie întunecată din universul observabil.
Note
Vezi și
Legături externe
Black holes don't exist, Case physicists report
Categorie:Găuri negre Categorie:Relativitate