Η μελέτη μιας μαύρης τρύπας, είναι σαν ένας αγώνας επίλυσης ενός παζλ αόρατων κομματιών.

Οι μαύρες τρύπες κρύβονται πίσω από μια επιφάνεια που ονομάζεται Ορίζοντας των Γεγονότων από τον οποίο τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει ούτε καν το φως εξαιτίας της βαρυτικής έλξης της μαύρης τρύπας.

Συμφωνα με τη Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν αυτό που αντιλαμβανόμαστε ως βαρύτητα είναι στην πραγματικότητα το αποτέλεσμα της καμπυλότητας που δημιουργούν οι μάζες στον χωροχρόνο. Όσο πιο μεγάλη είναι η μάζα, τόσο μεγαλύτερη είναι η παραμόρφωση του χωρόχρονου – τόσο μεγαλύτερη είναι η βαρύτητα που ασκεί η μάζα σε άλλα αντικείμενα.

Στον πυρήνα τους, οι μαύρες τρύπες είναι σημεία όπου ο χωροχρόνος καμπυλώνεται απεριόριστα. Αυτό, όπως η διαίρεση με το μηδέν, είναι αδύνατο μαθηματικά. Ονομάσαμε αυτήν την περιοχή όπου οι νόμοι της γνωστής φυσικής καταρρέουν «ιδιομορφία». Σε αυτό το σημείο η πυκνότητα τείνει στο άπειρο. Αυτό κάνει τις μαύρες τρύπες ικανές να αποθηκεύουν μεγάλες ποσότητες μάζας σε εξαιρετικά μικρές περιοχές.

Δυο είναι οι τύποι των μαύρων τρυπών: οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες (Supermassive black hole) που βρίσκονται στα κέντρα των γαλαξιών και οι αστρικής προέλευσης μαύρες τρύπεςα (Stellar black hole).

Οι πρώτες είναι τερατώδεις και έχουν τη διάμετρο του ήλιου μας, αλλά δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του. Μια ολόκληρη σειρά ερωτημάτων, που αφορούν στη γένεση και στην εξέλιξή τους παραμένει ακόμη και σήμερα αναπάντητη.

Οι αστρικές μαύρες τρύπες, που προέρχονται από το θάνατο των άστρων μετά την έκρηξή τους ως σουπερνόβα, μπορεί να έχουν π.χ. μάζα τρεις φορές την μάζα του ήλιου μας αλλά και την διάμετρο μιας πόλης.

Κρίνοντας από τον αριθμό των άστρων που διαθέτουν την κατάλληλη μάζα για να καταρρεύσουν ως μια μαύρη τρύπα, οι φυσικοί θεωρούν ότι ένας μόνο γαλαξίας μπορεί να περιέχει δισεκατομμύρια μαύρες τρύπες. Ο Γαλαξίας μας περιέχει «μερικές εκατοντάδες εκατομμύρια» μαύρες τρύπες και μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο της που ονομάζεται Τοξότης Α * .

Σύμφωνα με την θεωρία της ακτινοβολίας Hawking, μια μαύρη τρύπα εκπέμπει   εντελώς τυχαία σωματίδια γύρω από την επιφάνειά της. Μέσα από αυτή τη διαδικασία ακτινοβολίας, οι μαύρες τρύπες εξατμίζονται αργά, έως ότου μετά από δισεκατομμύρια και πλέον χρόνια εξαφανίζονται. Οι πληροφορίες και η μάζα των αντικειμένων που κάποτε απορροφήθηκαν, εξαφανίστηκαν.

Η ακτινοβολία που εκπέμπεται περιέχει κβαντικές πληροφορίες; Τα αντικείμενα που απορροφώνται μεταφέρονται σε άλλο σύμπαν;

Δεν γνωρίζουμε, αλλά δύο τομείς της επιστήμης ασχολούνται ιδιαίτερα με αυτό το ζήτημα. Η Αστρονομία, καθώς οι μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να κρύβουν πληροφορίες σχετικά με την προέλευση του σύμπαντος. Και η Κβαντική Μηχανική, η οποία υποστηρίζει την αρχή ότι οι πληροφορίες δεν χάνονται ποτέ.

Χάρη στην πρόοδο της τεχνολογίας, καταφέραμε να καταγράψουμε τα βαρυτικά κύματα που προκαλούνται από την σύγκρουση μαύρων οπών, να φωτογραφήσουμε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στο κέντρο ενός μακρινού γαλαξία και να μελετήσουμε τη δραστηριότητα των αντικειμένων και των άστρων που τις περιβάλλουν.

Αυτές οι συναρπαστικές ανακαλύψεις μας φέρνουν αργά αλλά σταθερά πιο κοντά στην επίλυση των μυστηρίων που βρίσκονται πίσω από τον Ορίζοντα των Γεγονότων. Κι αυτό θα μας οδηγήσει σίγουρα σε μια βαθύτερη κατανόηση του σύμπαντος που μας περιβάλλει.

ΠΗΓΗ:

Δείτε το σχετικό βίντεο που ακολουθεί από το περιοδικό Scientific American: