Egy fekete lyuk nem állhat pusztán fényből

Egy új tanulmány szerint nincs olyan ismert fényforrás, ami olyan energiát koncentrálna, még megközelítőleg sem, ami elegendő egy fekete lyuk létrejöttéhez.

Fotó: BASEM GAMAL/GETTY IMAGES

Egy új tanulmány szerint a fekete lyukak nem állhatnak pusztán fényből. A kvantumfizika bármilyen előre látható körülmények között elfojtaná a létrehozásukat. Jellemzően az anyag felelős a fekete lyukakért. - írja a Science News honlapján.

A fekete lyukak gyakran akkor formálódnak, amikor egy csillag magja élete végén berobban. De nem szükségszerűen kell anyag egy fekete lyuk létrejöttéhez. Einstein általános relativitáselmélete szerint fekete lyukak létrejöhetnek pusztán koncentrált energiából is. https://www.origo.hu/tudomany/2018/06/alternativ-valosagok-az-esemenyhorizonton-tul-es-einstein-legboldogabb-gondolata, https://www.origo.hu/tudomany/2021/04/uj-dimenziot-kapott-a-terido-ugras-elmeleti-lehetosege-feregjaratok-segitsegevel

Az elektromágneses energiából - vagyis fényből - létrejövő fekete lyuk a kugelblitz. Ez az elképzelés évtizedek óta foglalkoztatja a fizikusokat. De úgy tűnik, ténylegesen létrehozni egy kugelblitzet nem lehetséges. De Eduardo Martín-Martínez a kanadai Waterlooi Egyetem munkatársának és kollégáinak a Physical Review Letters magazinban megjelent dolgozatuk szerint ez nem lehetséges. Nincs olyan ismert forrás a jelenlegi univerzumban, ami képes lenne ezt létrehozni, sem mesterséges, sem természetes.

Az utóbbi években a tudományos-fantasztikus írok felkapták a kugelblitzet.

Az általános relativitás szerint az anyag meggörbíti a téridőt és ennek eredménye a gravitáció. Ha elég nagy tömeg zsúfolódik egy régióba, a téridő olyannyira meggörbül, hogy fekete lyuk jön létre, ahonnan lehetetlen elmenekülni. 

 

De az általános relativitás szerint az energia és a tömeg ekvivalens. Ez azt jelenti, hogy az energia meggörbíti a téridőt, ahogyan az anyag, ez pedig azt jelenti, hogy egy fekete lyuk létrejöhet anyag nélkül.

 

Tudósok korábban fontolgatták, hogy vajon a futurisztikus lézerek egy nap létrehozhatnak-e fekete lyukat laborban, és még azt is felvetették, hogy egy kugelblitz-cel hajtsanak egy űrhajót.

Egy új tanulmány szerint nincs olyan ismert fényforrás, ami olyan energiát koncentrálna, még megközelítőleg sem, ami elegendő egy fekete lyuk létrejöttéhez.
Fotó: BASEM GAMAL/GETTY IMAGES / Science News

A számítások szerint minden kugelblitzes kísérlet kudarcot vallana. Ez egy kvantumhatás miatt van, ami akkor történik, amikor az elektromágneses energia nagyon koncentrált. 

 

A jól ellenőrzött kvantumelektrodinamika elmélet szerint amikor a fény eléri ezeket az extremitásokat, részecske és antirészecske párok kezdenek létrejönni. Ezek a részecskék – elektronok és pozitív töltésű antianyag párjuk, a pozitronok - elmenekülnek a régióból és energiát visznek magukkal. Ez megakadályozza, hogy az energia elérje a fekete lyuk létrejöttéhez szükséges szintet. 

 

Ahhoz, hogy laboratóriumban kugelblitzet hozzanak létre a csúcstechnológiájú lézereknek fényerősségénél több, mint a 1050-szeres fényerősségre volna szükség. Ez egy hatalmas nagy szorzó egy egyes és utána 50 darab nulla. És a természetben a legragyogóbb kvazárok - aktív galaxisok briliánsan fénylő központjai – hasonlóképpen mérhetetlenül túl halványak. https://www.origo.hu/tudomany/2019/05/fenybol-probalnak-anyagot-letrehozni-egy-brit-egyetemen

Martín-Martínez szerint a kugelblitzek alkalmazása képtelensége méretek széles skálájára vonatkozik. Kizártak az icipici kugelblitzek, és a hatalmasak is a nanométer kvintilliomodjának századrészű sugarú kugelblitzektől a 100 millió méter sugarúig is lehetetlen. És még ezen a tartományon kívül is egy kugelblitz nagyon valószínűtlen.

Juan García-Bellido elméleti fizikus (aki nem vett részt a tanulmányban) szerint azonban van egy lehetséges kiskapu: Sokkal valószínűbb, hogy a korai univerzumban történhettek ilyen dolgok. Közvetlenül az Ősrobbanás után az univerzum rendkívül gyorsan tágult. Ez a folyamat az infláció. Ez az infláció fluktuációkat nyomhatott a téridő görbületébe, ami a fény összeomlását okozta és ős fekete lyuk keletkezett. Szóval, bár a fény nem hozhat létre fekete lyukakat a saját gravitációnkban, a korábban létező görbület lehetővé tehetett egy kugelblitzhez hasonló valamit. 

(Forrás: Science News: https://www.sciencenews.org/)