Οι Mαύρες Tρύπες Δημιουργούν Μυστηριώδεις «Δομές» που θα Μπορούσαν να Ανοίξουν μια «Πύλη»

Δεν έχουμε κατανοήσει εκτενώς τη μικροσκοπική δομή των μαύρων τρυπών. Θα μπορούσε να είναι το «κλειδί» για την επίλυση συμπαντικών μυστηρίων.

Οι μαύρες τρύπες είναι περιοχές στον χωροχρόνο με τόσο ισχυρά βαρυτικά πεδία που τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει από τα όριά τους, ούτε καν το φως. Ως εκ τούτου, τα περισσότερα από αυτά τα τεράστια αντικείμενα κινούνται αόρατα στο διάστημα και είναι δύσκολο να δοθούν απαντήσεις για τις ιδιότητές τους.

Τώρα οι επιστήμονες έχουν πει ότι μπορεί να υπάρχει τρόπος να επιβεβαιωθεί ένα βασικό μυστήριο για τις μαύρες τρύπες –αν παράγουν δομές δίνης- ερευνώντας συγκεκριμένες υπογραφές στο διάστημα. Αυτές οι δίνες δομικά θα έμοιαζαν με στρόβιλους και ρουφήχτρες, αλλά θα προέκυπταν σε πολλά σημεία μαζί στις μαύρες τρύπες.

Εκτός από το ότι ρίχνουν φως στις μαύρες τρύπες, αυτά τα στοιχεία δυνητικά θα μπορούσαν να ανοίξουν ένα παράθυρο παρατήρησης σε διάφορα κρυμμένα πεδία του σύμπαντος, όπως τη φύση της σκοτεινής ύλης, σύμφωνα με πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters.

Ενώ οι μαύρες τρύπες παρουσιάζονται σαν γιγάντιες δίνες σε δημοφιλείς απεικονίσεις τους, η παρουσία δινών αμφισβητείται. Ερευνητές υπό τον Gia Dvali, διευθυντή στο Max Planck Institute for Physics στη Γερμανία, έχουν παρουσιάσει καινούργια θεωρητικά στοιχεία ότι οι μαύρες τρύπες που περιστρέφονται γρήγορα υποστηρίζουν φυσικά μια δομή δινών και ότι οι δίνες σε μια μαύρη τρύπα μπορεί να έχουν επιπτώσεις που μπορούν να παρατηρηθούν μακροσκοπικά, σύμφωνα με τη μελέτη.

«Η μακροσκοπική δομή της μαύρης τρύπας μένει να γίνει κατανοητή», λένε στη μελέτη η Dvali και οι συνάδελφό του. «Ένα από τα βασικά εμπόδια είναι η έλλειψη πειραματικών δοκιμών των κβαντικών ιδιοτήτων των μαύρων τρυπών. Υπό αυτό το πρίσμα είναι πολύ σημαντικό να αναγνωρίζεις και να εξερευνάς αυτές τις μικροσκοπικές θεωρίες που οδηγούν σε φαινόμενα που μπορούν να παρατηρηθούν μακροσκοπικά.

«Θέλουμε να ενημερώσουμε για ένα τέτοιο φαινόμενο. Πιστεύουμε ότι η ύπαρξη δινών στις μαύρες τρύπες μπορεί να γίνει κατανοητή, χωρίς να μπούμε σε λεπτομέρειες για τους υπολογισμούς κβαντική βαρύτητας».

Η νέα έρευνα εμπνεύστηκε εν μέρει από τις πειραματικές μελέτες συμπυκνωμάτων Bose-Eisteint, μια πολύ κρύα ύλη με παράξενες κβαντικές ιδιότητες χρήσιμες για την αναδημιουργία συμπεριφορών που παρουσιάζουν οι μαύρες τρύπες. Πολλές εργαστηριακές δοκιμές έχουν αποκαλύψει σχηματισμούς δινών σε αυτά τα συμπυκνώματα, που δείχνει ότι οι δομές μπορεί να δημιουργηθούν στις μαύρες τρύπες με εξαιρετικά γρήγορες περιστροφές, σύμφωνα με την ομάδα.

Η παρουσία δινών μπορεί να εξηγήσει γιατί μαύρες τρύπες που περιστρέφονται γρήγορα δεν παράγουν ακτινοβολία Hawking, μια θερμική λάμψη που εκπέμπεται από κάποια από αυτά τα αντικείμενα. Οι δομές επίσης μπορεί να οδηγήσουν σε εντυπωσιακές ανακαλύψεις όχι μόνο για τις μαύρες τρύπες. Μπορεί π.χ. να δώσουν την ευκαιρία να ανοίξει μια πύλη στον τομέα της μαύρης ύλης.

Αυτή η μεταφορική πύλη μπορεί να καραδοκεί σε πολύ φωτεινά αντικείμενα που λέγονται ενεργοί γαλαξιακοί πυρήνες, που παίρνουν ενέργεια από τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που βρίσκονται στο κέντρο μεγάλων γαλαξιών. Αυτά οι πυρήνες εκτοξεύουν τεράστιους πίδακες πλάσμα που ταξιδεύει σχεδόν με ταχύτητα φωτός και φτάνει εκατομμύρια έτη φωτός μακριά.

Ο Dvali και οι συνάδελφοί του επισημαίνουν ότι μπορεί να εκπέμπουν μαγνητικές υπογραφές δινών στο φως τους, που θα μπορούσαν να αποτυπωθούν και να αποκρυπτογραφηθούν με εικόνες από τηλεσκόπιο. Οι πίδακες επίσης πιστεύεται ότι επηρεάζουν τη σκοτεινή ύλη, μια απροσδιόριστη ουσία που αποτελεί τη μεγαλύτερη μάζα στο σύμπαν. Έτσι μελλοντικές παρατηρήσεις πιδάκων και των πιθανών υπογραφών δινών μέσα τους, θα μπορούσαν να προσφέρουν στοιχεία στην επιστημονική έρευνα για την κατανόηση της σκοτεινής ύλης.

«Μόλις πρόσφατα έχουμε καθιερώσει το πεδίο της δίνης της μαύρης τρύπας», δήλωσε ο Florian Kühnel, συμπαντολόγος στο Ludwig Maximilian University of Munich που συμμετείχε στη συγγραφή της μελέτης.

«Υπάρχουν πολλές σημαντικές και συναρπαστικές ερωτήσεις που μπορεί να ανοίξουν την πόρτα σε νέες και συναρπαστικές κβαντικές πλευρές του χωροχρόνου», καταλήγει.

Κείμενο: Becky Ferreira

πηγή