Măsurarea dimensiunii unei singularităţi

Dacă am raporta masa unei găuri negre (G.N.) la volumul sferei cu raza Schwarzschild am constata că densitatea respectivei G.N. este deosebit de mică. De fapt cu cât G.N. este mai masivă cu atât este mai puţin densă.

Acest fapt este doar aparent deoarece masa G.N. nu este distribuită uniform în sfera cu pricina ci concentrată într-o regiune din centrul acesteia denumită singularitate.

Masurarea diametrului unei singularităţi este imposibilă prin observare directă –acest fapt contravenind teoriei relativităţii. Asadar singurele informatii cu privire la singularităţi –şi implicit asupra densităţii reale a unei G.N.- vor trebui obtinute pe căi indirecte.

O metodă ar putea folosi o G.N. artificială, mai precis o G.N. de mişcare. În general cand vorbim despre G.N. ne referim la obiecte cosmice formate pe cale naturală, avand o masă într-atat de mare încât colapsează sub acţiunea forţei gravitaţionale. O G.N. artificială ar trebui totuşi obtinută într-un mod ceva mai complex-şi ceva mai puţin costisitor.

Astfel am putea lua o particulă încărcată electric şi am putea-o accelera cu ajutorul unui betatron ideal (a carui putere depăşeşte cu mult capacităţile actuale) până când masa de miscare a respectivei particule să depaşască masa critică.

Reamintim că prin accelerarea la viteze relativiste, masa corpurilor este substantial marită, astfel încât pentru o particula cu un volum stabilit se poate calcula viteza la care masa de miscare devine critică. Totodată şi dimensiunea particulei se micşorează pe direcţia de mişcare, ca atare transformarea se va petrece la viteza:

Odată formată această G.N. de miscare, un experimentator ar putea încerca sa îi frâneze mişcarea - şi astfel să-i reducă şi masa.

Deoarece nicio G.N. nu poate exista dacă masa critică a singularităţii nu este atinsă, am putea asista la o redresare a particulei initiale. Masurand viteza la care G.N. de mişcare a redevenit o particula normala putem lesne calcula şi masa de miscare la care redresarea a fost posibilă. Avand respectiva masă, putem cu certitudine să afirmam că stim raza singularitătii ca fiind egala cu raza Schwarzschild corespunzatoare acelei mase.

Ar mai fi de precizat ca şi în cazul în care redresarea nu se produce nici măcar când G.N. este frânată complet, tot putem extrage o informaţie despre dimensiunea singularităţii sale: aceea ca raza sa este mai mică decât raza Schwarzschild a masei de repaus a particulei initiale. În plus, deoarece G.N. este încarcată cu o sarcină electrică ea poate fi uşor reţinută şi păstrată într-o capcană de particule-desigur cu precautile de rigoare.

Dacă am putea observa totusi fenomenul de redresare atunci G.N. s-ar putea dovedi inofensiva chiar în eventualitatea în care ar fi pierduta în mod accidental. Aceasta deoarece avand dimensiuni reduse şi fiind încarcată electric ar fi imediat puternic frânată de campurile electrice ale diverselor molecule din materia pe care ar întalni-o, frânare care ar duce la redresarea sa imediată.

Aşadar, din punct de vedere teoretic o G.N. de mişcare s-ar putea dovedi edificatoare în privinţa densităţii reale a unei G.N. fără a comporta prea multe riscuri.

©Valeriu DRAGAN 2008