Se numeşte „gaură neagră” un corp la suprafaţa căruia viteza de evadare este mai mare decât viteza luminii.
Ei bine, eu susţin că, dacă teoria relativităţii este corectă, atunci nu există niciun corp la suprafaţa căruia viteza de evadare să fie mai mare decât viteza luminii.
Argumentul cosmogonic
Să presupunem, prin absurd, că ar exista un corp la suprafaţa căruia viteza de evadare să fie mai mare decât viteza luminii. Să studiem proprietăţile unui asemenea corp.
-1). Se ştie că orice câmp gravitaţional este un câmp conservativ. Un câmp conservativ nu poate modifica energia mecanică totală a unui corp, ci doar transformă energia potenţială în energie cinetică şi reciproc. Din acest motiv, câmpul gravitaţional al oricărui corp (deci şi al unei găuri negre) nu poate modifica energia mecanică totală a unui corp, ci doar transformă energia potenţială în energie cinetică şi reciproc. În termeni mai intuitivi asta înseamnă că dacă aruncăm un corp spre o gaură neagră, iar acest corp se mişcă doar în câmpul gravitaţional al găurii negre fără să o atingă, atunci corpul se va deplasa pe o elipsă cu gaura neagră aflată într-unul dintre focare şi se va întoarce înapoi cu aceeaşi energie cinetică cu care a fost aruncat.
-2). Să urmărim mai detaliat ce se întâmplă cu corpul aruncat spre gaura neagră. Notăm cu
-3). În punctul B, aflat cel mai aproape de gaura neagră, corpul aruncat are viteza (deci şi energia cinetică) maximă, iar energia lui potenţială în câmpul gravitaţional al găurii negre este minimă.
-4). Energia totală a oricărui corp din Univers este finită. Aşadar, suma dintre energia potenţială a oricărui corp din Univers şi energia lui cinetică trebuie să fie finită, indiferent de locul în care se află.
-5). Energia potenţială a unui corp aflat în câmpul gravitaţional al unui alt corp este finită, oricât de masiv ar fi corpul central.
-6). Din 4) şi 5) rezultă că şi energia cinetică a oricărui corp din Univers aflat într-un câmp gravitaţional trebuie să fie mereu finită.
-7). Dar, conform teoriei relativităţii, dacă un corp aruncat din exterior atinge sfera orizontului unei găuri negre, atunci energia lui cinetică devine infinită, ceea ce, conform punctului 6) este imposibil.
-8). Din 7) rezultă că niciun corp din Univers nu poate atinge sfera orizontului unei găuri negre (şi cu atât mai mult, nu poate pătrunde în ea).
Concluzie: niciun corp din Univers nu poate cădea pe o gaură neagră!
Bun, dar dacă niciun corp din Univers nu poate cădea pe o gaură neagră, atunci de unde are ea substanţa necesară formării sale? Răspuns: de nicăieri! Dar dacă o gaură neagră nu poate primi substanţă din exterior pentru ca raza ei să crească, rezultă că raza unei găuri negre va fi întotdeauna nulă. Aşadar, nu există găuri negre cu raza orizontului nenulă. Dar asta este echivalent cu faptul că nu există găuri negre!
Q.E.D.
Argumentul constanţei vitezei luminii
Să presupunem acum că o sursă aflată în vecinătatea găurii negre şi în exteriorul sferei orizontului emite în toate direcţiile un câmp electromagnetic cu spectru continuu.
Conform teoriei relativităţii, liniile câmpului electromagnetic emis în toate direcţiile vor fi curbate corespunzător, iar viteza undelor electromagnetice va rămâne aceeaşi pentru orice direcţie. Atunci avem următoarele proprietăţi:
-1). Indiferent de intensitatea câmpului gravitaţional în care se află sursa, există o rază (raza SA desenată pe figură) care este rectilinie.
-2). Indiferent de intensitatea câmpului gravitaţional al unui corp, modulul vitezei undelor electromagnetice nu poate fi modificat de acest câmp gravitaţional, ci numai direcţia vitezei acestor unde.
-3). Din 1) şi 2) rezultă că, indiferent de intensitatea câmpului gravitaţional, există o rază electromagnetică orientată dinspre gaura neagră spre exteriorul său care călătoreşte cu viteza luminii. Aşadar, gaura neagră poate emite unde electromagnetice. Dar dacă gaura neagră poate emite unde electromagnetice, atunci ea nu mai este gaură neagră. Aşadar, nu există găuri negre.
Am greşit ceva în raţionamentele expuse?
Despre acest subiect am deschis un topic pe minunatul forum de Fizica particulelor.
Hmmm.... Datorită lui Electron, de pe forumul de Fizica particulelor, am constatat că am greşit în raţionamentul privind găurile negre relativ la argumentul cosmogonic, raţionament expus şi pe blogul meu. Acolo eu am considerat că un corp care cade spre gaura neagră va atinge viteza luminii când atinge orizontul găurii negre, indiferent de unde ar veni acest corp, ceea ce nu este adevărat, deoarece numai corpurile care vin de la infinit vor atinge viteza luminii pe orizont. Totuşi, sunt convins că această eroare nu este fundamentală, deci sunt convins în continuare că pot demonstra imposibilitatea formării găurilor negre bazându-mă pe raţionamente ce iau în calcul energia corpurilor ce cad spre gaura neagră.
RăspundețiȘtergereAm reconfirmat argumentul cosmogonic
RăspundețiȘtergerePffff, răsuflu uşurat pentru că am reconfirmat argumentul cosmogonic privitor la inexistenţa găurilor negre.
Cu presupunerile făcute (chiar dacă absurde) privind existenţa găurilor negre, admitem că viteza unui corp care vine de la distanţă infinită şi ajunge la orizontul evenimentelor este egală cu viteza luminii, deci admitem că acel corp ajuns la orizont are energie infinită.
Voi arăta aici că, nu doar corpurile care vin de la infinit au energie infinită când ajung la orizontul găurii negre, ci chiar şi acelea care vin de la distanţă finită.
Pentru aceasta să observăm următoarele:
-1). Dacă dintr-o cantitate infinită adunăm sau scădem o cantitate finită, rezultatul este tot o cantitate infinită;
-2). Diferenţa dintre energia potenţială gravitaţională a unui corp aflat în repaus la distanţă infinită şi unul aflat în repaus la distanţă finită este finită;
-3). Deoarece câmpul gravitaţional este un câmp conservativ, energia totală a unui corp nu se modifică, indiferent ce traiectorie ar urma acest corp în câmp gravitaţional;
-4). Din 3) rezultă că energia totală a unui corp nu se modifică în câmpul gravitaţional dacă acest corp urmează un drum de genul „[distanţă finită]-[distanţă infinită]-[orizont]”;
-5). Din 2) şi 4) rezultă că energia unui corp care pleacă de la o distanţă finită şi ajunge la orizont este egală cu energia unui corp care pleacă de la distanţă infinită şi ajunge la orizont, la care mai adăugăm o cantitate finită;
-6). Din definiţia orizontului unei găuri negre, energia unui corp care vine de la distanţă infinită şi ajunge la orizontul găurii negre are energie infinită;
-7). Din 5) şi 6) rezultă că şi corpurile care pornesc de la distanţă finită vor avea energie infinită în momentul în care vor ajunge la orizontul găurii negre.
Aşadar, cu acest raţionament am reconfirmat argumentul cosmogonic, despre care am constatat anterior că părea valabil numai pentru corpurile care vin de la distanţă infinită.
Aşadar, nu există găuri negre, cel puţin pe motivul că ele nu pot primi substanţă din exterior!
Am continuat discuţia pe topicul despre inexistenţa găurilor negre deschis în forumul de Fizica particulelor.