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.
🔵 Pridružite se razgovoru!
Imate nešto za podijeliti ili raspraviti? Povežite se s nama na Facebooku i pridružite se zajednici znatiželjnih istraživača u našem Telegram kanalu. Za najnovija otkrića i uvide, pratite nas i na Google Vijestima.
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.
