Latest posts by Βασίλης Αναγνώστου (see all)

Καλλιτεχνική απεικόνιση μαύρης τρύπας

Τι είναι μια μαύρη τρύπα;

Οι μαύρες τρύπες είναι πολύ μικρά σημεία του διαστήματος με τεράστιες μάζες. Ο συνδυασμός αυτός έχει ως αποτέλεσμα η βαρύτητα των μαύρων τρυπών να είναι τόσο μεγάλη που ούτε το φως μπορεί να δραπετεύσει από την περιοχή επιρροής αυτών. Έτσι, είναι αδύνατον να «δούμε» μια μαύρη τρύπα με συμβατικά μέσα και πρέπει να τη μελετήσουμε έμμεσα, παρατηρώντας το πώς αυτή επηρεάζει τον περίγυρο της. Για παράδειγμα, μια μαύρη τρύπα μπορεί να βρίσκεται κοντά σε ένα άστρο και να «τραβάει» προς το μέρος της ύλη από αυτό, ουσιαστικά «καταπίνοντάς» το αργά. Εμείς σαν παρατηρητές θα μπορούσαμε να δούμε το γεγονός αυτό σαν έναν φωτεινό στρόβιλο με κέντρο ένα εντελώς μαύρο σημείο.

Οι μεγαλύτερες μαύρες τρύπες ονομάζονται υπερμεγέθεις και έχουν μάζες που φτάνουν ως και εκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου μας. Τέτοιες μαύρες τρύπες συναντώνται στο κέντρο κάθε γαλαξία, όπως στο δικό μας (με το όνομα “Τοξότης Α”).

Πως σχηματίζονται οι μαύρες τρύπες;

Οι μεγαλύτερες μαύρες τρύπες σχηματίζονται όταν ένα άστρο με μεγάλη μάζα φτάνει στα τελευταία στάδια της ζωής του. Όταν για παράδειγμα ένα άστρο «ξεμείνει» από ενέργεια (κυριολεκτικά ξεμείνει από καύσιμα), η θερμοκρασία του ελαττώνεται με αποτέλεσμα να γίνεται ανίκανο να αντέξει το ίδιο του το βάρος. Μπορούμε να φανταστούμε ένα ετοιμοθάνατο άστρο σαν έναν πολύ μεγάλης ηλικίας άνθρωπο που δεν έχει αρκετή ενέργεια να σταθεί όρθιος για μεγάλο χρονικό διάστημα. Όταν λοιπόν συμβεί αυτό, το άστρο καταρρέει και η τεράστια μάζα του συγκεντρώνεται κοντά στο κέντρο του πυρήνα του. Έτσι, έχουμε το σχηματισμό μιας μαύρης τρύπας. Το σημείο αυτό ονομάζεται μοναδικότητα και είναι το σημείο προς το οποίο οδηγούνται όλα τα αντικείμενα που φθάνουν πολύ κοντά στην περιοχή επιρροής της μαύρης τρύπας. Μπορούμε να παρομοιάσουμε την μοναδικότητα με το σιφώνι ενός νιπτήρα. Από τη στιγμή που αφαιρέσουμε το πώμα, το νερό του νιπτήρα οδηγείται χωρίς επιστροφή προς την τρύπα του σιφωνίου όπως ακριβώς και στην περίπτωση των μαύρων τρυπών. Το σημαντικότερο χαρακτηριστικό μιας μαύρης τρύπας όμως είναι ο ορίζοντας γεγονότων. Ο ορίζοντας γεγονότων είναι ουσιαστικά το όριο πέρα από το οποίο δεν υπάρχει επιστροφή από τη βαρύτητα της μαύρης τρύπας. Οποιοδήποτε γεγονός συμβεί μετά από αυτό το όριο, δεν είναι δυνατόν να παρατηρηθεί από κάποιον που βρίσκεται έξω από αυτόν. Αν για παράδειγμα παρατηρούμε από απόσταση ένα σκάφος να κινείται προς τον ορίζοντα γεγονότων, η κίνηση του θα σταματήσει όταν αυτό περάσει τον ορίζοντα. Έτσι, θα έχουμε απλά μια τελευταία του εικόνα πριν αυτό εξαφανιστεί στιγμιαία για πάντα. Για τους υποτιθέμενους επιβάτες του σκάφους αυτού (οι οποίοι θα πρέπει να είναι κυριολεκτικά άθραυστοι για να αντέξουν την τεράστια βαρυτική δύναμη), όλα θα φαίνονται φυσιολογικά και τίποτα δε θα προδίδει ότι περάσαν ανεπιστρεπτί το όριο μεταξύ της μαύρης τρύπας και του υπόλοιπου σύμπαντος.

Η πρώτη φωτογραφία μαύρης τρύπας στην ιστορία (NASA)

Η μελέτη των μαύρων τρυπών

Όπως αναφέραμε στην αρχή, δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε μια μαύρη τρύπα καθώς αυτή δεν παράγει ή αντανακλά φως. Μπορούμε όμως να δούμε την επιρροή αυτών στα σώματα γύρω τους. Έτσι, έχουμε μελέτες ολόκληρων άστρων που περιφέρονται γύρω από κάποια μαύρη τρύπα ή βρίσκονται σε πλήρη τροχιά γύρω από μία. Όταν μάλιστα ένα άστρο βρίσκεται κοντά σε μια μαύρη τρύπα, παράγεται φως υψηλής ενέργειας που είναι ορατό μόνο με ειδικά τηλεσκόπια και «προδίδει» σε κοσμολόγους και αστροφυσικούς την ύπαρξη μιας μαύρης τρύπας. Ένας ακόμα τρόπος εντοπισμού μιας μαύρης τρύπας είναι ο εντοπισμός του δίσκου συσσώρευσης αυτής. Ο δίσκος συσσώρευσης είναι ουσιαστικά ένας δίσκος υλικών που βρίσκονται πολύ κοντά στην μαύρη τρύπα άλλα δεν έχουν ακόμα «πέσει» μέσα της και περιστρέφονται γύρω από αυτήν. Μάλιστα η πρώτη φωτογραφία μιας μαύρης τρύπας λήφθηκε χάρη στον εντοπισμό ενός τέτοιου δίσκου. Η φωτογραφία λήφθηκε τον Απρίλιο του 2019 από το τηλεσκόπιο Event Horizon (Ορίζοντας γεγονότων) της NASA και αποτελεί ένα τεράστιο βήμα στην μελέτη των μυστηριωδών αυτών αντικειμένων. Με την τεχνολογία να εξελίσσεται ραγδαία και την ανθρώπινη περιέργεια να μένει ανικανοποίητη, το μέλλον της μελέτης των «άπιαστων» μαύρων τρυπών, φαίνεται -σε αντίθεση με τις ίδιες- λαμπρό!

Για περαιτέρω ανάγνωση περί μαύρων τρυπών:


https://www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/black-hole-image-makes-history (Πως η NASA έβγαλε την πρώτη φωτογραφία μαύρης τρύπας στην ιστορία)

Chris Impey: Einstein's Monsters: The Life and Times of Black Holes (2018)

Neil deGrasse Tyson: Death by Black Hole (2006)

About Βασίλης Αναγνώστου

Ονομάζομαι Βασιλής Αναγνώστου και ζώ στη Θεσσαλονίκη. Σπούδασα γεωλογία στο Α.Π.Θ, μία σχολή που απαιτεί ενασχόληση με το φυσικό περιβάλλον και τις εξορμήσεις στην ύπαιθρο, ασχολίες που αποτελούσαν χόμπι μου ανέκαθεν. Η αγάπη μου για τα ταξίδια -και κυρίως το backpacking- πηγάζει από την ασταμάτητη δίψα μου για γνωριμίες με νέες κουλτούρες και τρόπους ζωής. Πιστεύω ακράδαντα ότι τα ταξίδια ενώνουν τους ανθρώπους και ότι είναι δυνατά ακόμα και με το πολύ χαμηλά μπάτζετ, κάτι που προσπαθώ να ‘’αποδείξω’’ με την καταγραφή των προσωπικών μου περιπετειών στην Ευρώπη και -σύντομα ελπίζω- στον υπόλοιπο κόσμο!