Zamislite da skupite dovoljno materije na jednom mjestu i da se prostor-vrijeme toliko iskrivi da nastane crna rupa. Prema Einsteinovim jednadžbama, ta ‘materija’ uključuje i bezmasno elektromagnetsko zračenje. Budući da E = mc² opisuje ekvivalenciju između mase i energije, teoretski, energija svjetlosti mogla bi stvoriti crnu rupu ako je dovoljno koncentrirana.
Međutim, prije nego što počnete koristiti moćne lasere i bušiti rupe u Svemiru, istraživači sa Sveučilišta Complutense u Madridu i Sveučilišta Waterloo u Kanadi imaju važnu poruku.
Schwingerov efekt i stvaranje crnih rupa
Einsteinova opća teorija relativnosti opisuje kako se prostor i vrijeme iskrivljuju u prisutnosti energije, poput one koju sadrži masa. Ako dovoljno mase stavite u jednu točku, iskrivljenje postaje toliko ekstremno da ništa, čak ni svjetlost, ne može pobjeći.
Sredinom 1950-ih, američki teoretski fizičar John Wheeler otkrio je da nema ničega u Einsteinovoj teoriji što bi isključilo mogućnost da dovoljno koncentrirana energija gravitacijskih ili elektromagnetskih valova može iskriviti prostor-vrijeme i zadržati te valove na mjestu. Ovaj egzotični objekt nazvao je geon, hipotetska, vrlo nestabilna čestica.
Kugelblitz: Teorija i stvarnost
Iako su geoni danas relikti znanstvenih spekulacija, jedan oblik geona, nazvan “kugelblitz” (njemački za ‘kuglastu munju’), povremeno se pojavljuje u znanstvenoj fantastici kao fantastičan izvor energije. Predloženo je da se ove crne rupe veličine protona mogu formirati u intenzivnom fokusu ekstremno energetskih zraka svjetlosti, poput futurističkih lasera.
Opća relativnost podržava stvaranje kugelblitza, no kvantna fizika ima svoje sumnje. Teoretski fizičar Álvaro Álvarez-Domínguez sa Sveučilišta Complutense u Madridu i njegov tim izračunali su ponašanje elektromagnetskih polja pri ekstremnim razinama energije.
Kvantna fizika i Schwingerov efekt
Kvantni svijet je poput kasina gdje valovi mogućnosti neprestano trepere. Ako dovoljno energije koncentrirate u jednom prostoru, gotovo je zajamčeno da će se parovi elektrona i pozitrona pojaviti iz kvantne vrtnje mogućnosti.
Álvarez-Domínguez i njegov tim pokazali su da bi ovaj fenomen, poznat kao Schwingerov efekt, spriječio formiranje kugelblitza u rasponu veličina od dvostruke veličine Jupitera do djelića veličine protona. Piling sve te svjetlosti u jednu točku stvorilo bi energiju potrebnu za pojavu parova nabijenih čestica koje bi izletjele brzinom svjetlosti, sprječavajući razvoj crne rupe.
Zaključak i buduće perspektive
“Naša analiza snažno sugerira da je formiranje crnih rupa isključivo iz elektromagnetskog zračenja nemoguće, bilo koncentriranjem svjetlosti u laboratoriju ili u prirodnim astrofizičkim fenomenima,” piše tim u svojoj analizi.
Iako ovo istraživanje ne isključuje potpuno mogućnost stvaranja crnih rupa iz svjetlosti, istraživači priznaju da bi uvjeti u ranom Svemiru mogli biti drugačiji. Drugi oblici geona, poput onih temeljenih na gravitacijskim valovima, ostaju predmet znanstvenih istraživanja i mogli su postojati u ranom kozmosu prije milijardi godina.
Za one koji su se nadali svemirskom brodu pogonjenom kugelblitzom, možda će morati ponovno razmotriti svoje planove.
Ovaj rad je dostupan na preprint serveru arXiv.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
