De Carlo Rovelli

există ceva paradoxal în ceea ce știm despre găurile negre. Acum au devenit obiecte „normale” pentru astronomi. Astronomii le observă, le numără și le măsoară. Se comportă exact așa cum a prezis teoria lui Einstein acum un secol, când nimeni nu visa că astfel de obiecte ciudate ar putea exista de fapt. Deci, ei sunt sub control. Și totuși, ele rămân cu totul misterioase.

pe de o parte avem o teorie frumoasă, relativitatea generală, confirmată în mod spectaculos de observațiile astronomice, care explică perfect ceea ce văd astronomii: acești monștri care înghit stele se învârt în vârtejuri și produc raze extrem de puternice și alte diavolii. Universul este surprinzător, variat, plin de lucruri pe care nu le-am prevăzut sau imaginat niciodată existența, dar ușor de înțeles. Pe de altă parte, există încă o mică întrebare de genul în care copiii se specializează atunci când adulții sunt excesiv de entuziaști: „dar unde merge tot materialul pe care îl vedem căzând într-o gaură neagră?”

și acest lucru este în cazul în care lucrurile devin dificile. Teoria lui Einstein oferă o descriere matematică precisă și elegantă chiar și a interiorului găurilor negre: indică calea pe care trebuie să o urmeze materialul care cade într-o gaură neagră. Problema cade tot mai repede până când ajunge la punctul central. Și apoi … ecuațiile lui Einstein își pierd orice sens. Nu ne mai spun nimic. Se pare că se topesc ca Zăpada la soare. Variabilele devin infinite și nimic nu are sens. Au.

ce se întâmplă cu materia care cade în centrul găurii? Nu știm.

prin telescoapele noastre îl vedem căzând și îi urmăm mental traiectoria până când aproape ajunge în centru și apoi nu avem cunoștință de ce se va întâmpla în continuare. Știm din ce constau găurile negre, atât în exterior, cât și în interior, dar lipsește un detaliu crucial: Centrul. Dar acesta nu este un detaliu nesemnificativ, deoarece tot ceea ce cade (și în găurile negre pe care le observăm pe cer, lucrurile continuă să cadă) se termină în centru. Cerul este plin de găuri negre în care putem vedea lucrurile dispărând… dar nu știm ce se întâmplă cu ele.

drumurile luate pentru a explora răspunsurile la această întrebare au fost până acum periculoase. Poate, de exemplu, materia apare într-un alt univers? Poate chiar universul nostru a început în acest fel, apărând deși o gaură neagră s-a deschis într-una precedentă? Poate că în centrul unei găuri negre totul se topește într-un nor de probabilitate în care Spațiu-timpul și materia nu mai înseamnă nimic? Sau poate găurile negre iradiază căldura pentru că materia care intră în ele este transformată în mod misterios, de-a lungul a milioane de ani, în căldură.

„Ce se întâmplă cu materia care cade în centrul găurii? Nu știm”

în grupul de cercetare cu care lucrez la Marsilia, împreună cu colegii de la Grenoble și de la Nijmegen din Olanda, explorăm o posibilitate care ni se pare atât mai simplă, cât și mai plauzibilă: Materia încetinește și se oprește înainte de a ajunge în centru. Când este extrem de concentrată, se dezvoltă o presiune extraordinară care împiedică colapsul său final. Acest lucru este similar cu „presiunea” care împiedică electronii să cadă în atomi: este un fenomen cuantic. Materia se oprește din cădere și formează un fel de stea extrem de mică și extrem de densă: o „stea Planck”. Apoi se întâmplă ceva care se întâmplă întotdeauna să conteze în astfel de cazuri: revine.

revine ca o minge căzută pe podea. La fel ca mingea, ea revine de-a lungul traiectoriei căderii, în sens invers temporal, și în acest fel gaura neagră se transformă (prin „efect de tunel”, așa cum spunem în jargon) în opusul său: o gaură albă.

o gaură albă? Ce este o gaură albă? Este o altă soluție la ecuațiile lui Einstein (cum sunt găurile negre) despre care manualul meu universitar spune că „nu există nimic asemănător în lumea reală”… este o regiune a spațiului în care nimic nu poate intra, dar din care apar lucrurile. Este inversarea timpului unei găuri negre. O gaură care explodează.

dar atunci de ce vedem Materia căzând în găuri negre, dar nu o vedem imediat ieșind din nou? Răspunsul – și acesta este punctul crucial cu privire la ceea ce avem de-a face-constă în relativitatea timpului. Timpul nu trece cu aceeași viteză peste tot. Toate fenomenele fizice sunt mai lente la nivelul mării decât în munți. Timpul încetinește dacă sunt mai jos, unde gravitația este cea mai intensă. În interiorul găurilor negre, forța gravitațională este extrem de puternică și, ca urmare, există o încetinire acerbă a timpului. Revenirea materiei care cade se întâmplă rapid dacă este văzută de cineva din apropiere, dacă ne putem imagina pe cineva care se aventurează într-o gaură neagră pentru a vedea cum este în interior. Dar văzut din afară, totul pare să fie încetinit. A încetinit enorm. Vedem că lucrurile dispar și dispar din vedere pentru o perioadă extrem de lungă de timp. Văzut din exterior, totul pare înghețat de milioane de ani-exact cum percepem găurile negre pe care le putem vedea pe cer.

dar un timp extrem de lung nu este un timp infinit și, dacă am aștepta suficient de mult, am vedea problema ieșind. O gaură neagră nu este în cele din urmă decât o stea care se prăbușește și apoi revine – în mișcare lentă extremă atunci când este văzută din exterior.

acest lucru nu este posibil în teoria lui Einstein, dar atunci teoria lui Einstein nu ia în considerare efectele cuantice. Mecanica cuantică permite materiei să scape din capcana ei întunecată.

după cât timp? După un timp foarte scurt pentru materia care a căzut în gaura neagră, dar după unul extrem de lung pentru aceia dintre noi care o observăm din afară.

deci, aici este întreaga poveste: atunci când o stea, cum ar fi soarele, sau un pic mai mare, nu mai arde pentru că a consumat tot hidrogenul, căldura nu mai generează suficientă presiune pentru a contrabalansa greutatea sa. Steaua se prăbușește în ea însăși și, dacă este suficient de grea, produce o gaură neagră și cade în ea. O stea de dimensiunile soarelui, adică de mii de ori mai mare decât Pământul, ar genera o gaură neagră cu un diametru de un kilometru și jumătate.

Imaginați-vă: întregul soare conținut în volumul unui poalele. Acestea sunt găurile negre pe care le putem observa pe cer. Materia stelei își continuă cursul în interior, mergând tot mai adânc până când atinge nivelul monstruos de compresie care o face să revină. Întreaga masă a stelei este concentrată în spațiul unei molecule. Aici se declanșează forța cuantică respingătoare, iar steaua revine imediat și începe să explodeze. Pentru stea, au trecut doar câteva sutimi de secundă. Dar dilatarea timpului cauzată de enormul câmp gravitațional este atât de puternică încât atunci când materia începe să reapară, în restul Universului, au trecut zeci de miliarde de ani.

este într-adevăr cazul? Nu știu sigur. Cred că ar putea fi. Alternativele mi se par mai puțin plauzibile. Dar s-ar putea să mă înșel. Încercarea de a-ți da seama, totuși, este o bucurie.

într-un extras suplimentar, „Copernic și Bologna”, Rovelli scrie despre valoarea unei educații universitare

…am găsit și altceva în Bologna, când am studiat acolo în anii șaptezeci: o întâlnire cu acel spirit al generației mele, o generație care intenționa să schimbe totul, care visa să inventeze noi moduri de gândire, de a trăi împreună și de a iubi. Universitatea a fost ocupată timp de câteva luni de studenți angajați politic. M-am implicat cu prietenii Radio Alice, postul de radio independent care devenise vocea revoltei studențești.

în casele pe care le împărțeam, am hrănit visul adolescentului de a începe de la zero, de a reface lumea de la zero, de a o remodela în ceva diferit și mai drept. Un vis destul de naiv, fără îndoială, întotdeauna destinat să întâlnească inerția cotidian; întotdeauna susceptibile de a suferi o mare dezamăgire. Dar era același vis pe care Copernic îl întâlnise în Italia la începutul Renașterii. Visul nu numai al lui Leonardo și al lui Einstein, ci și al lui Robespierre, Gandhi și Washington: vise absolute care adesea ne catapultează de un zid, care sunt adesea direcționate greșit – dar fără de care nu am avea nimic din ceea ce este mai bun în lumea noastră de astăzi.

„o gaură neagră nu este poate mai mult decât o stea care se prăbușește și revine în mișcare lentă extremă”

ce ne poate oferi Universitatea acum? Poate oferi aceleași bogății pe care le-a găsit Copernic: cunoașterea acumulată a trecutului, împreună cu ideea eliberatoare că cunoașterea poate fi transformată și poate deveni transformatoare.

aceasta, cred eu, este adevărata semnificație a unei universități. Este tezaurul în care cunoașterea umană este protejată cu devotament, oferă sângele de care depinde tot ceea ce știm în lume și tot ceea ce vrem să facem. Dar este și locul în care visele sunt hrănite: unde avem curajul tineresc de a pune la îndoială această cunoaștere, pentru a merge mai departe, pentru a schimba lumea.

aceste fragmente sunt preluate din cartea există locuri în lume în care regulile sunt mai puțin importante decât bunătatea, publicată de Allen Lane pe 5 noiembrie în Marea Britanie. O revizuire urmează pe verso

Cumpărați cartea de la Amazon*

Acum urmăriți-l pe Carlo Rovelli vorbind despre natura timpului în seria noastră de discuții științifice de pe YouTube