La teoria del tot

Els forats negres són un dels objectes més misteriosos de l'Univers. (Alain R.)

Stephen Hawking va estudiar els forats negres per trobar resposta a les grans preguntes de la física moderna

Stephen Hawking és un dels científics més famosos de la història. No obstant això, pocs saben exactament quins van ser els seus descobriments. 

Va estudiar matemàtiques a la Universitat d’Oxford i va obtenir un doctorat en física a la Universitat de Cambridge. Hawking va dedicar la seva vida a estudiar l’univers i va tenir una obsessió: els forats negres.

Un agujero negro es una región finita del espacio en cuyo interior existe una concentración de masa lo suficientemente elevada como para generar un campo gravitatorio tal que ninguna partícula material, ni siquiera la luz, puede escapar de ella. Sin embargo, los agujeros negros pueden ser capaces de emitir radiación, lo cual fue conjeturado por Stephen Hawking en la década de 1970. La radiación emitida por agujeros negros como Cygnus X-1 no procede del propio agujero negro sino de su disco de acreción. La gravedad de un agujero negro, o «curvatura del espacio-tiempo», provoca una singularidad envuelta por una superficie cerrada, llamada horizonte de sucesos. Esto es previsto por las ecuaciones del campo de Einstein. El horizonte de sucesos separa la región del agujero negro del resto del universo y es la superficie límite del espacio a partir de la cual ninguna partícula puede salir, incluyendo los fotones. Dicha curvatura es estudiada por la relatividad general, la que predijo la existencia de los agujeros negros y fue su primer indicio.  La gravedad de un agujero negro puede atraer al gas que se encuentra a su alrededor, que se arremolina y calienta a temperaturas de hasta 12 000 000°C, esto es, 2000 veces mayor temperatura que la superficie del Sol ….. Video de @avatar_mars Fuente de Wikipedia. ….. #blackhole #agujeronegro #físicacuántica #relatividad #stephenhawking #einstein #horizontedesucesos #discovery #creation #nasa #hubble

A post shared by Jonatan Ramallo (@discovery_jer) on

Com funcionen els forats negres? 

Quan llancem una pilota cap al cel, torna a caure a causa de la gravetat. Però si la llancéssim amb suficient força, la pilota podria vèncer la gravetat i escapar a l’espai exterior.

Si poguéssim augmentar la força de la gravetat que actua sobre els objectes que hi ha a la Terra, cada vegada hauríem de llançar la pilota amb més velocitat perquè pogués alliberar-se d’aquesta força i escapar cap al cel.

I si seguíssim augmentant la gravetat arribaria un punt en el que, encara que llancéssim la pilota a la velocitat de la llum, no podria escapar. Llavors estaríem dins d’un forat negre.

Els forats negres són cossos amb tanta massa i gravetat que res pot escapar del seu interior, ni tan sol un raig de llum. Per això és impossible observar-los per dins i veure què passa al seu interior.

La radiació de Hawking

Segons la teoria de la física quàntica, al buit de l’univers de vegades apareixen partícules i sempre de dues en dues: una positiva i una negativa, que es destrueixen entre elles.

Si això passa prop d’un forat negre, pot ser que una de les partícules quedi atrapada dins i l’altra fora. Quan passa això, la partícula de dins del forat no pot escapar per trobar-se amb l’altra i destruir-se mútuament.

Aquestes partícules que queden fora són el que es coneix com la radiació de Hawking.

Mentrestant, a l’interior del forat negre s’hi acumulen partícules negatives que fan que el forat perdi massa a poc a poc i es vagi evaporant fins a desaparèixer.

Una teoria per explicar-ho tot

Al segle XVII, el científic i inventor Isaac Newton va descobrir que la força que fa caure una poma és la mateixa que manté la Terra orbitant. Aquesta teoria va provocar un canvi dràstic en la nostra manera d’entendre el cosmos.

Fins llavors, els filòsofs pensaven que les lleis de la física eren diferents a la Terra i al cel. Però Newton va imaginar un univers on els cossos estan governats per lleis universals.

Durant el segle XX, quan es va desenvolupar la teoria de la relativitat general i la física quàntica, aquesta idea de les lleis universals va tornar a posar-se en dubte. Perquè, encara que les dues teories tenien molt d’èxit a l’hora de descriure fenòmens molt diferents, semblaven ser incompatibles entre ells.

La relativitat general d’Einstein ens explica com es comporten planetes, estels i galàxies. Mentre que la física quàntica explica el misteriós món microscòpic.

Tornàvem a un univers on el petit segueix unes lleis i el gran altres, totalment diferents.

“Hawking va demostrar que els forats negres són un lloc excel·lent per estudiar la interacció de la relativitat general i la física quàntica

Des de llavors tots els grans físics han intentat unificar aquestes dues teories. Stephen Hawking no és cap excepció: va utilitzar la teoria quàntica per explicar el comportament d’objectes tan grans com els forats negres.

Encara que Hawking va contribuir a fer importants passos, la “teoria del tot” segueix escapant-se a les ments més brillants.

Les instal·lacions del LIGO permeten detectar ones gravitacionals i estudiar a fons els forats negres. (The Virgo Collaboration)

Informa’t de tot a Junior Report | Castellà | Català | English

FER UN COMENTARI

Please enter your comment!
Please enter your name here