Μικροσκοπικές 'μαύρες οπές' μπορούν να σχηματίζονται τακτικά

Από σελίδα της USATODAY, 15 Ιανουαρίου 2002

Δεξιά: Αυτή η απεικόνιση αντιπροσωπεύει ό,τι βρίσκεται κοντά σε μια μαύρη τρύπα, με τον ορίζοντα γεγονότος να απεικονίζεται ως μια μαύρη σφαίρα. Ο περιβάλλων δίσκος του αερίου αντιπροσωπεύεται από τα άσπρα και μπλε δαχτυλίδια.

Δωδεκάδες μικροσκοπικών "μαύρων οπών" -- μικροσκοπικές εκδόσεις εκείνων των τεράστιων μαύρων οπών, πέρα μακριά, στο αχανές διάστημα -- μπορούν να σχηματίζονται τακτικά ακριβώς και πάνω από τα κεφάλια μας, λένε οι φυσικοί.

Όπως τα τεράστια αντίστοιχά τους, αυτά τα μικροσκοπικά αντικείμενα είναι τόσο πυκνά που ακόμα και το φως δεν μπορεί να ξεφύγει από την βαρυτική τους έλξη. Είναι τόσο μικρά, και εξαφανίζονται τόσο γρήγορα, που κανένας δεν τα έχει δει ακόμα.

Αλλά μέχρι το 2004, ένα νέο παρατηρητήριο κοσμικών ακτίνων μπορεί να αρχίσει να παρατηρεί τα σημάδια αυτών των τρομακτικών   μικροσκοπικών τρυπών, λένε οι φυσικοί Jonathan Feng του MIT και Alfred Shapere του Πανεπιστημίου του Κεντάκυ στο Λέξινγκτον.

"Εκατοντάδες μαύρες οπές" μπορούν να ανιχνευθούν στα επόμενα πέντε χρόνια, γράφουν στο τρέχον τεύχος του περιοδικού Physical Review Letters. Είναι αβλαβείς και δεν απειλούν τους ανθρώπους, αλλά η εύρεση τους θα βοηθούσε τους φυσικούς να εξετάσουν μερικές εξωτικές θεωρίες για τις μαύρες τρύπες και τη βαρύτητα.

Οι Shapere και Feng υποθέτουν ότι οι κοσμικές ακτίνες, σωματίδια υψηλής ενέργειας που ταξιδεύουν κοντά στην ταχύτητα του φωτός μέσω του διαστήματος, μπορεί περιστασιακά να μετατρέπονται σε μικροσκοπικά σωματίδια, στη γήινη ατμόσφαιρα,  αρκετά συμπαγή, ώστε να συμπτυχθούν σε μικροσκοπικές μαύρες τρύπες. Αυτά τα πολύ μικρά αντικείμενα, διαστάσεων περίπου   10^-20 m,  αποσυνθέτονται στιγμιαία, πλημμυρίζοντας τον ουρανό με τα πιό παράξενα και εκκεντρικά σωματίδια της φυσικής.

Τέτοια γεγονότα, που συλλαμβάνονται στο νέο Παρατηρητήριο Pierre Auger των Κοσμικών Ακτίνων στην Αργεντινή, θα παρείχαν στους επιστήμονες, τις πρώτες πειραματικές παρατηρήσεις μικροσκοπικών μαύρων τρυπών τους, σημειώνουν.

Θα μπορούσε δε να δοκιμαστεί, από τις παρατηρήσεις, μια θεωρία της "εξάτμισης" της μαύρης τρύπας, που θεωρεί ότι οι μικροσκοπικές μαύρες τρύπες μπορούν να είναι αρκετά θερμές και να αποσυνθέτονται γρήγορα.

Οι πολλές μαύρες τρύπες που θα ανακαλύπτονταν, τελικά, θα υποστήριζαν τις μοντέρνες θεωρίες που εξηγούν τη βαρύτητα,   υποδεικνύοντας όμως ότι  υπάρχουν άλλες διαστάσεις -- πέρα από τις τρεις χωρικές και τη μία του χρόνου -- "στριφογυρισμένες" και κρυμμένες στο σύμπαν. Αυτές οι θεωρίες είναι οι γνωστές των υπερχορδών.

Οι μετρήσεις των μαύρων τρυπών και των ενεργειών τους θα έδειχναν ακριβώς πόσες κρυμμένες διαστάσεις υπάρχουν. Ακόμα κι αν καμία μαύρη τρύπα δεν εμφανιστεί, το ζευγάρι των φυσικών προτείνει ότι η επιστήμη θα ωφεληθεί από τα αποτελέσματα που βάζει τις τρύπες στην θεωρία των πρόσθετων διαστάσεων.

Πολλοί φυσικοί βρίσκουν τις πρόσθετες διαστάσεις μια δυσάρεστη έννοια. Στις παρατηρήσεις που έκανε ο φυσικός Frank Wilczek του MIT, στο ενημερωτικό δελτίο της Αμερικανικής Εταιρείας, ονόμασε τη μελέτη των μαύρων οπών, έναν ηχηρό τρόπο για να εξεταστεί μια μη ελκυστική ιδέα.

"Δεν υπάρχει ζήτημα ότι το παρατηρητήριο του  Auger θα είναι ευαίσθητο σε αυτό τα σήματα, εάν όμως υπάρχουν", λέει ο Stιphane Coutu του Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνιας, ένα μέλος της διεθνούς ομάδας του Auger Observatory. 

Όταν ολοκληρωθεί το παρατηρητήρο το 2004, θα αναπτύξει 1.600 ανιχνευτές σωματιδίων σε περισσότερα από 1.100 τετραγωνικά μίλια στην Αργεντινή.