Κυριακή 24 Γενάρη 2010
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
Σελίδα 7
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
ΠΟΙΚΙΛΗΣ ΥΛΗΣ - ΕΠΙΣΤΗΜΗ
ΜΑΥΡΕΣ ΤΡΥΠΕΣ
Πώς θα δούμε το απόλυτα σκοτεινό!

Συστοιχίες ραδιοτηλεσκοπίων θα προσπαθήσουν να διακρίνουν τον ορίζοντα γεγονότων στο κέντρο δύο γαλαξιών

Η φωτογραφία αυτή του κέντρου του Γαλαξία είναι από το τροχιακό ραδιοτηλεσκόπιο ακτίνων-Χ, Τσάντρα (Chandra). Με βέλος σημειώνεται η ακριβής θέση του Α του Τοξότη, της υποτιθέμενης υπερμεγέθους μαύρης τρύπας
Η φωτογραφία αυτή του κέντρου του Γαλαξία είναι από το τροχιακό ραδιοτηλεσκόπιο ακτίνων-Χ, Τσάντρα (Chandra). Με βέλος σημειώνεται η ακριβής θέση του Α του Τοξότη, της υποτιθέμενης υπερμεγέθους μαύρης τρύπας
Στο κέντρο του Γαλαξία, στο Α του αστερισμού του Τοξότη, θεωρείται ότι πρέπει να υπάρχει μια τεράστια μαύρη τρύπα με μάζα ίση με 4,5 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ηλιου. Αν ένας αστροναύτης πλησίαζε σ' αυτή, τότε περίπου 10 εκατομμύρια χιλιόμετρα μακριά της θα αρχίζαμε να ακούμε τον τόνο της φωνής του να γίνεται πιο αργός, τη φωνή του να βαθαίνει και να εξασθενεί, μέχρι που θα γινόταν ένας μονότονος ψίθυρος. Αν παρατηρούσαμε τον αστροναύτη από απόσταση ασφαλείας με ένα ισχυρό τηλεσκόπιο θα βλέπαμε την εικόνα του να γίνεται όλο και πιο κοκκινωπή, όλο και πιο αδιόρατη, καθώς θα πάγωνε στο χρόνο κοντά στον ορίζοντα γεγονότων της μαύρης τρύπας.

Ο αστροναύτης ο ίδιος δε θα αντιλαμβανόταν καμιά επιβράδυνση του χρόνου και δε θα παρατηρούσε τίποτα το περίεργο διασχίζοντας τον ορίζοντα γεγονότων. Θα καταλάβαινε ότι τον πέρασε μόνο όταν θα λάμβανε τη μετάδοση ότι δεν τον ακούμε καλά και ότι δε λαμβάνουμε πια τις απαντήσεις του. Λίγο μετά την είσοδό του στο χώρο που τίποτα δεν ξεφεύγει από τη μαύρη τρύπα, οι τεράστιες βαρυτικές δυνάμεις θα τον κομμάτιαζαν στα εξ ων συνετέθη. Αυτά προβλέπει η γενική θεωρία της σχετικότητας ότι συμβαίνουν κοντά στις μαύρες τρύπες, των οποίων επίσης προβλέπει την ύπαρξη, αν και αυτή δεν έχει επιβεβαιωθεί παρά μόνο με έμμεσο τρόπο (παρατήρηση αστρονομικών φαινομένων που δεν μπορούν να εξηγηθούν αλλιώς). Ακόμα και οι φωτογραφίες που απεικονίζουν υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, στην ουσία δείχνουν τους πίδακες αερίων και άλλων υλικών κοντά σε μια υποτιθέμενη μαύρη τρύπα, με την ίδια την τρύπα να είναι ένας αόρατος κόκκος κάπου ανάμεσα στους πίδακες. Ορισμένοι επιστήμονες αμφισβητούν την ύπαρξη των μαύρων τρυπών. Οπως και η θεωρία της Μεγάλης Εκρηξης, οι μαύρες τρύπες πάσχουν από την ανάγκη ύπαρξης μιας «μοναδικότητας» ή «σημειακής ανωμαλίας» στο κέντρο τους, ενός σημείου άπειρης πυκνότητας της ύλης, όπου δεν ισχύουν οι νόμοι της φυσικής.

Αναζητώντας απαντήσεις σε θεμελιώδη ερωτήματα

Η εικονιζόμενη Συνδυασμένη Διάταξη για την Αστρονομική Ερευνα Χιλιοστομετρικών Μηκών Κύματος (CARMA από τα αρχικά της αγγλικής ονομασίας της) στο Σένταρ Φλατ της Καλιφόρνια, είναι μια από τις διατάξεις ραδιοτηλεσκοπίων που αναπτύσσονται για την παρατήρηση του Α του Τοξότη. Το δίκτυο διατάξεων ραδιοτηλεσκοπίων που απεικονίζεται στην ένθετη υδρόγειο (με πράσινο οι έτοιμες διατάξεις, ροζ οι υπό κατασκευή και μπλε οι σχεδόν έτοιμες) θα έχει ενεργό διάμετρο ίση περίπου με τη διάμετρο της Γης
Η εικονιζόμενη Συνδυασμένη Διάταξη για την Αστρονομική Ερευνα Χιλιοστομετρικών Μηκών Κύματος (CARMA από τα αρχικά της αγγλικής ονομασίας της) στο Σένταρ Φλατ της Καλιφόρνια, είναι μια από τις διατάξεις ραδιοτηλεσκοπίων που αναπτύσσονται για την παρατήρηση του Α του Τοξότη. Το δίκτυο διατάξεων ραδιοτηλεσκοπίων που απεικονίζεται στην ένθετη υδρόγειο (με πράσινο οι έτοιμες διατάξεις, ροζ οι υπό κατασκευή και μπλε οι σχεδόν έτοιμες) θα έχει ενεργό διάμετρο ίση περίπου με τη διάμετρο της Γης
Οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει ουράνια σώματα που έχουν αρκετά μεγάλη μάζα και είναι αρκετά συμπαγή, ώστε με βάση τη γενική θεωρία της σχετικότητας να είναι μαύρες τρύπες. Ομως ποτέ μέχρι σήμερα δεν έχει διαπιστωθεί η ύπαρξη του κυριότερου χαρακτηριστικού μιας μαύρης τρύπας, του ορίζοντα γεγονότων, του σφαιρικού ορίου γύρω από την τρύπα όπου η ύλη μπορεί να κινηθεί μόνο προς μια κατεύθυνση (προς το εσωτερικό). Η απόδειξη της ύπαρξης του ορίζοντα γεγονότων θα βοηθούσε στην κατανόηση των ασυνήθιστων αστροφυσικών φαινομένων που συμβαίνουν στη γειτονιά μιας μαύρης τρύπας και θα έδινε χρήσιμες πληροφορίες για τη φύση της βαρύτητας υπό ακραίες συνθήκες.

Η χρονική αντιστρεψιμότητα είναι βασικό στοιχείο της κβαντομηχανικής περιγραφής των φυσικών συστημάτων. Κάθε κβαντομηχανική διεργασία έχει και την αντίστροφή της, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάκτηση πληροφορίας από την αρχική διεργασία. Αντίθετα, η γενική σχετικότητα - που εξηγεί τη βαρύτητα ως προερχόμενη από την καμπύλωση του χώρου λόγω της ύλης - δε δέχεται την αντίστροφη διεργασία της επαναφοράς οτιδήποτε έχει πέσει σε μια μαύρη τρύπα. Η ανάγκη επίλυσης αυτής της αντίφασης ανάμεσα στην κβαντομηχανική και τη σχετικότητα είναι ένα από τα κύρια κίνητρα που ωθούν θεωρητικούς φυσικούς, οι οποίοι μελετούν τη θεωρία των υπερχορδών, να επιδιώκουν τη διατύπωση μιας θεωρίας κβαντικής βαρύτητας. Μιας θεωρίας που θα προβλέπει τις ιδιότητες της βαρύτητας ως αποτέλεσμα αλληλεπιδράσεων που ακολουθούν τους νόμους της κβαντομηχανικής.

Ενα πραγματικά μεγάλο ραδιοτηλεσκόπιο


Πολλές συστοιχίες ραδιοτηλεσκοπίων σε διάφορα σημεία της υδρογείου πρόκειται σύντομα να στραφούν συντονισμένα προς το κέντρο του Γαλαξία, αλλά και προς το γαλαξία M87, που αν και απέχει 55 εκατομμύρια έτη φωτός, η κεντρική μαύρη τρύπα του, μάζας 6,4 δισεκατομμυρίων Ηλίων και μεγέθους 2.000 φορές μεγαλύτερου από εκείνο της μαύρης τρύπας του Γαλαξία, έχει φαινόμενη διάμετρο ίση με τα τρία τέταρτα του Α του Τοξότη. Επιπλέον ο M87 είναι ορατός από το βόρειο ημισφαίριο όπου είναι και τα περισσότερα αστεροσκοπεία και η περίοδος περιστροφής του δίσκου επισώρευσης που διαθέτει υπολογίζεται ότι είναι της τάξης εβδομάδων, αντί λεπτών εκείνης του Α του Τοξότη, επιτρέποντας την ακριβέστερη παρατήρηση των φαινομένων. Η διασπορά των ραδιοτηλεσκοπίων σε διάφορα σημεία ενός ημισφαιρίου του πλανήτη, τους προσδίδει ενεργό διάμετρο περίπου ίση με τη διάμετρο της Γης.

Περίπου έναν αιώνα μετά τη διατύπωση της γενικής θεωρίας της σχετικότητας από τον Αϊνστάιν, οι επιστήμονες θα μπορέσουν για πρώτη φορά να την ελέγξουν στο ακραίο περιβάλλον των μαύρων τρυπών. Η απευθείας φωτογράφιση μιας μαύρης τρύπας θα δώσει ένα νέο πεδίο σύγκρισης της γενικής σχετικότητας με άλλες θεωρίες για τη βαρύτητα και το χωροχρόνο.


Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»


Κορυφή σελίδας
Μνημεία & Μουσεία Αγώνων του Λαού
Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ