Μαύρες Τρύπες: Οι «συμπληγάδες» των άστρων

Oι Μαύρες Τρύπες δεν καταστρέφουν το Σύμπαν, απλά αλώνουν την ύλη λειτουργώντας αδιάκοπα μέσα στο σκοτάδι, ως ο Έρεβος του διαστήματος. Δεν αποτελούν άμεση απειλή για τη Γη, ενώ η μελέτη τους έχει μεγάλη σημασία για την επιστήμη και την κοσμοθεωρία. 

Μια Μαύρη Τρύπα είναι μια περιοχή του άπειρου χωροχρόνου, ένα «περιβάλλον» του Σύμπαντος, όπου η βαρύτητα είναι τόσο ισχυρή που τίποτα δεν μπορεί να διαφύγει. Δημιουργείται, όταν ένα αστέρι μεγάλης μάζας εξαντλεί τα όρια της υπόστασης του και καταρρέει υπό το ίδιο το βάρος του.

Στο κέντρο της Μαύρης Τρύπας υπάρχει η λεγόμενη «μοναδικότητα», δηλαδή ένα σημείο όπου η ύλη έχει συμπιεστεί τόσο πολύ, που οι νόμοι της φυσικής παύουν να λειτουργούν. Γύρω από την «μοναδικότητα» υπάρχει αυτό που αποκαλούν οι ερευνητές «ορίζοντας γεγονότων»: ένα αόρατο σύνορο, που ό,τι το περάσει, δεν μπορεί πια να γυρίσει πίσω.

Η μελέτη των Μαύρων Τρυπών βοηθά τους κοσμολόγους να κατανοήσουν τη βαρύτητα και τον χωροχρόνο. Ο Stephen Hawking (1975), ίσως στο πιο διάσημο έργο του, μας υπέδειξε ότι οι Μαύρες Τρύπες δεν είναι απόλυτα μαύρες. Είναι χώροι που εκπέμπουν θερμική ακτινοβολία, η οποία έκτοτε ονομάστηκε ακτινοβολία Hawking. Με άλλα λόγια, οι Μαύρες Τρύπες χάνουν σιγά-σιγά τη μάζα τους. Αν μάλιστα μια απ’ αυτές δεν τροφοδοτείται με νέα ύλη, με τον χρόνο, συρρικνώνεται και μπορεί να εξαφανιστεί τελείως.

Επομένως, η συμπεριφορά τους δεν μπορεί να εξηγηθεί μόνο με τη Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, αλλά στηρίζεται και στην κβαντική φυσική. Αν τώρα θέλουμε να καταλάβουμε τί είναι το κβάντο, το πιο προσιτό παράδειγμα θα είναι το φως, που δεν προχωρά σαν συνεχές ρεύμα, αλλά σαν φωτόνια — δηλαδή μικρά κβάντα από φως.

Αν, τώρα, ένα άστρο κινείται περίεργα ή κάτι τραβάει την ύλη γύρω του, οι αστρονόμοι καταλαβαίνουν ότι εκεί κοντά υπάρχει κάτι πολύ βαρύ, όπως είναι μια Μαύρη Τρύπα. Έτσι, μπορούν να τις βρουν και να καταλάβουν πώς μεγαλώνουν και αλλάζουν τους γαλαξίες. Κάπως έτσι μας τα παρουσίασε ο Kip Thorne στο βιβλίο του «Black Holes and Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy», το 1994.

Τέλος, κατά τη διάρκεια των συγχωνεύσεων των Μαύρων Τρυπών (Εικόνα 2) εκπέμπονται βαρυτικά κύματα, που ανιχνεύονται από ειδικά όργανα, όπως το LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), ένα τεράστιο επιστημονικό αστεροσκοπείο, που ανοίγει ένα νέο «παράθυρο» για την κατανόηση του Σύμπαντος (Abbott et al., 2016).

Ομολογώ πως δεν μπορώ να πω ότι οι Μαύρες Τρύπες έχουν μια άμεση σημασία για μας τους ανθρώπους. Η ενασχόληση μου με αυτές προέκυψε από επιστημονική περιέργεια και από την εντολή των προγόνων μας: «γηράσκω αεί διδασκόμενος» (Σόλων, 6ος αιώνας π.Χ.). Ωστόσο, το έκανα, όπως άλλες πολλές αναζητήσεις, γιατί η μελέτη τους επεκτείνει τη γνώση ακόμα και σε τεχνολογίες παρατήρησης και θεωρητικής φυσικής. Οι μέρες που αφιέρωσα με έκαναν να θέσω στον εαυτό μου ερωτήματα για την ουσία του χρόνου και του χώρου που μου υπενθύμισαν την ανθρώπινη ασημαντότητα. Η προσγείωση ήταν απότομη, αλλά απαραίτητη.

Σκέφτηκα, επίσης, μήπως η ακτινοβολία Χόκινγκ θα μπορούσε να αποτελέσει πηγή ενέργειας, λύνοντας το σύγχρονο ερώτημα αν πρέπει να καίμε πετρέλαιο ή να κτίζουμε ανεμογεννήτριες και ηλιακά πάρκα. Δεν μπόρεσα να το απαντήσω. Ακόμα περισσότερο τολμηρή ήταν η χθεσινοβραδινή σκέψη, όταν κοιτούσα τον πάντοτε καθαρό ουρανό της Κύπρου από το μπαλκόνι μας. Μήπως θα μπορούσαμε να ταξιδέψουμε στον χρόνο; Τότε άκουσα μια γνωστή φωνή στο δελτίο του MEGA και έτρεξα να δω αυτόν που μετέδιδε το ρεπορτάζ. Έτσι, και αυτό το πρόβλημα αφέθηκε στους αστροφυσικούς.

Οι Μαύρες Τρύπες δεν είναι μόνο αντικείμενο επιστημονικής περιέργειας, αλλά και πηγή κοσμοθεωρητικών αναζητήσεων. Η μελέτη τους από τους ειδικούς διευρύνει τα όρια της γνώσης και ενισχύει την τεχνολογική πρόοδο. Εμάς, τους συνηθισμένους ανθρώπους, μας φέρνει αντιμέτωπους με ουσιαστικά ερωτήματα για τη φύση του Κόσμου και την παρουσία μας σε αυτόν.

Το ρετρό ρολόι στην Εικόνα 3 μάς δείχνει μια στιγμή. Αναλογιστήκατε πως ό,τι για εμάς είναι μια ολόκληρη ζωή, για τη Γη είναι ένα αμυδρό στιγμιότυπο στο αιώνιο ταξίδι της;

[1] https://science.nasa.gov/

[2] The Cosmos Astronaut — What happens when 2 Black Holes collide?

[3] https://upload.wikimedia.org

Hawking, S. W. (1975). Particle creation by black holes. Communications in Mathematical Physics, 43(3), 199-220.

Thorne, K. S. (1994). Black Holes and Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy. W. W. Norton & Company.

Abbott, B. P., et al. (2016). Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger. Physical Review Letters, 116(6), 061102.

φωτό εξωφύλλου: https://upload.wikimedia.org

Απαγορεύεται ρητώς η αναπαραγωγή ή αναδημοσίευση, μερική ή ολική, του εν λόγω περιεχομένου. Το RAWMATHUB.GR διατηρεί το αποκλειστικό δικαίωμα δημοσίευσης και παροχής αδειών αναδημοσίευσης κατόπιν έγγραφης άδειας, επιφυλασσόμενο για την άσκηση κάθε νόμιμου δικαιώματος του. Εφόσον επιθυμείτε να χρησιμοποιήσετε το περιεχόμενο, παρακαλούμε επικοινωνήστε μαζί μας στο Αυτή η διεύθυνση Email προστατεύεται από τους αυτοματισμούς αποστολέων ανεπιθύμητων μηνυμάτων. Χρειάζεται να ενεργοποιήσετε τη JavaScript για να μπορέσετε να τη δείτε..