Αστροφυσική, Διάστημα

Ο περίεργος κόσμος των κβαντικών μαύρων οπών μπορεί να επιβεβαιώσει την υπόθεση του Stephen Hawking

Written by Δ.Μ.

“Σύμφωνα με τη Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν, τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει από τη βαρύτητα μιας μαύρης τρύπας μόλις περάσει ένα σημείο μη επιστροφής, γνωστό ως ορίζοντα γεγονότων”, εξήγησε ο Niayesh Afshordi , καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο Waterloo του Καναδά, σχετικά με σήματα βαρυτικών κυμάτων που υπονοούν ότι ο ορίζοντας γεγονότων μιας μαύρης τρύπας μπορεί να είναι πιο περίπλοκος από ότι πιστεύουν οι επιστήμονες, όπως αναφέρει στην δημοσίευση της εργασίας του, για την πρώτη πειραματική ανίχνευση μιας ηχούς, που προκαλείται από ένα μικροσκοπικό κβαντικό “χνούδι” που περιβάλλει τις νεοσύστατες μαύρες τρύπες. “Αυτό κατανοούσαν οι αστροφυσικοί για μεγάλο χρονικό διάστημα μέχρις ότου ο Stephen Hawking χρησιμοποίησε την κβαντομηχανική για να προβλέψει ότι τα κβαντικά σωματίδια θα διαρρεύσουν αργά από τις μαύρες τρύπες, τις οποίες τώρα ονομάζουμε ακτινοβολία Hawking.

Share

“Σύμφωνα με τη Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν, τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει από τη βαρύτητα μιας μαύρης τρύπας μόλις περάσει ένα σημείο μη επιστροφής, γνωστό ως ορίζοντα γεγονότων”, εξήγησε ο Niayesh Afshordi , καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο Waterloo του Καναδά, σχετικά με σήματα βαρυτικών κυμάτων που υπονοούν ότι ο ορίζοντας γεγονότων  μιας μαύρης τρύπας μπορεί να είναι πιο περίπλοκος από ότι πιστεύουν οι επιστήμονες, όπως αναφέρει στην δημοσίευση της εργασίας του, για την πρώτη πειραματική ανίχνευση μιας ηχούς, που προκαλείται από ένα μικροσκοπικό κβαντικό “χνούδι” που περιβάλλει τις νεοσύστατες μαύρες τρύπες. “Αυτό κατανοούσαν οι αστροφυσικοί για μεγάλο χρονικό διάστημα μέχρις ότου ο Stephen Hawking χρησιμοποίησε την κβαντομηχανική για να προβλέψει ότι τα κβαντικά σωματίδια θα διαρρεύσουν αργά από τις μαύρες τρύπες, τις οποίες τώρα ονομάζουμε ακτινοβολία Hawking.

Waterloo

Εικόνα του Hubble που δείχνει ότι η κεντρική μαύρη τρύπα του γαλαξία NGC 4696 καταβροχθίζει τον ίδιο τον ξενιστή της

Ο Afshordi αναφέρεται στην εικασία του Hawking του 1975 ότι εάν ληφθεί υπόψη η κβαντική θεωρία, φαίνεται ότι οι “μαύρες” οπές θα πρέπει να εκπέμπουν έστω και ελάχιστα την “ακτινοβολία Hawking” , που αποτελείται από φωτόνια, νετρίνα και μυριάδες τεράστια σωματίδια.

Η νέα μελέτη του Niayesh Afshordi με τίτλο ” Ηχώ από την Άβυσσο: Μια εξαιρετικά γρήγορη περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα κατάλοιπο από το δυαδικό σύστημα άστρων νετρονίων GW170817 “, δημοσιεύθηκε το Νοέμβριο του 2019 και βραβεύτηκε με το πρώτο βραβείο Buchalter Cosmology.

“Οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν έως τώρα να προσδιορίσουν πειραματικά εάν οποιαδήποτε ύλη διαφεύγει από τις μαύρες τρύπες μέχρι την πολύ πρόσφατη ανίχνευση των κυμάτων βαρύτητας”, συνέχισε ο Afshordi. “Εάν η κβαντική φυσαλίδα που ευθύνεται για την ακτινοβολία Hawking υπάρχει γύρω από τις μαύρες τρύπες, τότε τα κύματα της βαρύτητας θα μπορούσαν να αναπηδήσουν από αυτήν, πράγμα που θα δημιουργούσε μικρότερα σήματα βαρυτικών κυμάτων μετά το κύριο βαρυτικό συμβάν της σύγκρουσης μαύρων οπών, παρόμοια με επαναλαμβανόμενες αντιχήσεις.

Ο Afshordi και ο συνάδελφός του Jahed Abedi από το Ινστιτούτο Max-Planck για την φυσική της βαρύτητας ανέφεραν τα πρώτα πειραματικά ευρήματα αυτών των επαναλαμβανόμενων αντιχήσεων, παρέχοντας έτσι πειραματικές ενδείξεις ότι οι μαύρες τρύπες μπορεί να είναι ριζικά διαφορετικές από αυτές που προβλέπει η θεωρία της σχετικότητας από τον Einstein .

Χρησιμοποίησαν γι αυτό δεδομένα των βαρυτικών κυμάτων από την πρώτη παρατήρηση μιας σύγκρουσης άστρων  νετρονίων, όπως καταγράφηκαν από τους ανιχνευτές βαρυτικών κυμάτων LIGO / Virgo.

Οι ηχώ που παρατηρούνται από τους Afshordi και Abedi ταιριάζουν με τις προσομοιωμένες αντιχήσεις που προβλέπουν τα μοντέλα μαύρων οπών, που λαμβάνουν υπόψη τις επιπτώσεις της κβαντικής μηχανικής και της ακτινοβολίας Hawking .

“Τα αποτελέσματά μας είναι ακόμα δοκιμαστικά, διότι υπάρχει πολύ μικρή πιθανότητα ότι αυτό που βλέπουμε να οφείλεται σε τυχαίο θόρυβο στους ανιχνευτές, αλλά αυτή η πιθανότητα καθίσταται λιγότερο πιθανή καθώς θα βρούμε περισσότερα παραδείγματα”, δήλωσε ο Afshordi. “Τώρα που οι επιστήμονες γνωρίζουν τι ψάχνουμε, μπορούμε να αναζητήσουμε περισσότερα παραδείγματα και να έχουμε μια πολύ πιο ισχυρή επιβεβαίωση αυτών των σημάτων. Μια τέτοια επιβεβαίωση θα ήταν ο πρώτος άμεσος έλεγχος της κβαντικής δομής του χωροχρόνου. ”

Η νέα άποψη δηλαδή διατείνεται πως οι μαύρες τρύπες μπορεί να μην έχουν τους ορίζοντες γεγονότων όπως νομίζαμε μέχρι τώρα. Ο ορίζοντας γεγονότων είναι το σημείο στον χωροχρόνο εντός του οποίου τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει, γιατί η καμπύλωση του χωροχρόνου είναι άπειρη.  Όμως ο Στίβεν Χόκινγκ υποστήριξε πως κβαντικά σωματίδια θα ξεφύγουν αργά αργά από τις μαύρες τρύπες.

Πηγή

About the author

Δ.Μ.

Share