Una nuova ricerca suggerisce che gli oggetti estremi conosciuti come “kugelblitze” – buchi neri fatti solo di luce – sono impossibili nel nostro universo, rappresentando una sfida. La teoria della relatività generale di EinsteinQuesta scoperta impone importanti vincoli ai modelli cosmologici e mostra come Meccanica quantistica La teoria della relatività generale può essere conciliata con la teoria generale della fisica per affrontare questioni scientifiche complesse.
buchi neri – oggetti massicci con una gravità così forte che nemmeno la luce può sfuggire alla loro presa – sono tra gli oggetti più interessanti e strani dell’universo. Si formano solitamente dal collasso di stelle massicce alla fine del loro ciclo vitale, quando la pressione generata dalle reazioni termonucleari nei loro nuclei non riesce a contrastare la forza di gravità. gravità.
Esistono però ipotesi più esotiche riguardo alla formazione dei buchi neri. Una di queste teorie riguarda l’origine di “kugelblitz”, una parola tedesca che significa “fulmine globulare”. (Il plurale è “kugelblitz”).
“Kogelblitz è un ipotetico buco nero che, invece di formarsi dal collasso della ‘materia ordinaria’ (i cui componenti principali sono protoni, neutroni ed elettroni), si forma dalla concentrazione di massicce quantità di radiazioni elettromagnetiche, come la luce”, ha affermato un coautore dello studio. José Polo GomezIl fisico dell’Università di Waterloo e del Perimeter Institute for Theoretical Physics in Canada ha dichiarato a WordsSideKick.com via e-mail:
“Sebbene la luce non abbia massa, trasporta energia”, ha detto Polo Gomez, aggiungendo che secondo la teoria della relatività generale di Einstein, l’energia è responsabile della creazione di curvature nello spazio-tempo che innescano l’attrazione gravitazionale. “Per questo motivo, in linea di principio, è possibile che la luce formi buchi neri, se ne concentriamo una quantità sufficiente in un volume sufficientemente piccolo”, ha aggiunto.
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Questi principi rimangono veri sotto la relatività generale classica, che non tiene conto dei fenomeni quantistici. Per esplorare il potenziale impatto degli effetti quantistici sulla formazione di Kugelblitz, Polo-Gomez e i suoi colleghi hanno esaminato l’effetto dell’effetto Schwinger.
“Quando c’è un’energia elettromagnetica incredibilmente intensa, ad esempio a causa di enormi concentrazioni di luce, una parte di questa energia viene convertita in materia sotto forma di coppie elettrone-positrone”, afferma l’autore principale dello studio. Álvaro Alvarez Dominguez “Questo è un effetto quantistico chiamato effetto Schwinger. È noto anche come polarizzazione del vuoto”, ha detto a WordsSideKick.com via e-mail un ricercatore dell’Istituto di fisica delle particelle e dell’universo (IPARCOS) dell’Università Complutense di Madrid.
Compreso Stareche è stato accettato per la pubblicazione sulla rivista Lettere di revisione del materiale Ma questo studio non è stato ancora pubblicato. Il team ha calcolato la velocità con cui le coppie elettrone-positrone prodotte in un campo elettromagnetico riducono l’energia. Se questo tasso supera il tasso di rinnovamento dell’energia del campo elettromagnetico in una data area, Kugelblitz non si formerà.
Il team ha scoperto che anche nelle condizioni più estreme, la luce pura non può raggiungere la soglia energetica necessaria per formare un buco nero.
“Ciò che abbiamo dimostrato è che i kugelblitz sono impossibili da formare focalizzando la luce, sia artificialmente in laboratorio che in scenari astrofisici naturali”, ha affermato uno degli autori dello studio. Louis J. Il mio vicino di casaCome ha detto a WordsSideKick.com un ricercatore IPARCOS: “Ad esempio, anche se utilizziamo i metodi più intensivi, Laser Sulla Terra saremmo a 50 ordini di grandezza di distanza dalla densità richiesta per creare Kugelblitz.
Questa scoperta ha profonde implicazioni teoriche, poiché vincola in modo significativo i modelli astrofisici e cosmologici precedentemente studiati che postulano l’esistenza di Kugelblitzie. Inoltre distrugge ogni speranza di studiare sperimentalmente i buchi neri in ambienti di laboratorio creandoli attraverso la radiazione elettromagnetica.
Tuttavia, il risultato positivo dello studio mostra che gli effetti quantistici possono essere incorporati in modo efficiente nei problemi legati alla gravità, fornendo così risposte chiare a reali domande scientifiche.
“Da un punto di vista teorico, questo lavoro mostra come gli effetti quantistici possano svolgere un ruolo importante nella comprensione dei meccanismi di formazione e comparsa degli oggetti astrofisici”, ha affermato Polo Gomez.
Sulla base dei loro risultati, i ricercatori intendono esplorare ulteriormente l’impatto degli effetti quantistici su vari fenomeni gravitazionali, che hanno un’importanza sia pratica che fondamentale.
“Molti di noi hanno affermato di essere molto interessati a studiare ulteriormente le proprietà gravitazionali della materia quantistica, soprattutto negli scenari in cui la materia quantistica viola le condizioni energetiche classiche”. Eduardo Martin Martinez“In linea di principio, questo tipo di materia quantistica potrebbe dare origine a strani spazio-tempi, portando a effetti come la gravità repulsiva o producendo strane soluzioni”. Come un motore a curvatura di Alcubierre “O wormhole attraversabili.”
