Τα Λέιζερ θα μπορούν να ψάχνουν τους ουρανούς για μαύρες οπές
Το φως θα αναπηδά από τις μαύρες οπές κάνοντας φωτεινούς ομόκεντρους δακτυλίους

Από σελίδα του Nature, 15 Οκτωβρίου 2002

Χάρις στην αναστροφή μιας ακτίνας λέιζερ κατά π στον ουρανό, θα μπορούσαμε να προλάβουμε την καταστροφή.

Οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν τους ουρανούς για μαύρες οπές χρησιμοποιώντας ένα πανίσχυρο λέιζερ, προτείνουν δύο φυσικοί. Οι μαύρες οπές κοντά στο ηλιακό μας σύστημα θα ανακλούσαν το φως πίσω προς τη Γη, υπολογίζει το ζευγάρι των επιστημόνων, παρά τη γνωστή θεωρία των οπών, ότι δεν δραπετεύει κανένα σώμα από αυτές ενώ απορροφούν όλες τις ακτινοβολίες που πέφτουν πάνω τους. (Holz, D. E. & Wheeler, J. A. Retro-MACHOs: Pi in the sky?. Astrophysical Journal, 578, 330 - 334, (2002)).

Η ανίχνευση αυτού του φωτός θα έδινε στους επιστήμονες τις πρώτες άμεσες εικόνες των μαύρων οπών. Θα μπορούσε ίσως να αποτελέσει ένα έγκαιρο σύστημα προειδοποίησης για μια "ενδεχόμενη καταστροφική" στενή προσέγγιση μιας μαύρης οπής, λέει το ζεύγος των επιστημόνων πίσω από αυτή την ιδέα, Ντάνιελ Holz του Πανεπιστημίου Καλιφόρνιας στη Santa Barbara και John Wheeler του Πανεπιστημίου Princeton. Θα παρείχε επίσης μια "καταπληκτική επιβεβαίωση" της θεωρίας Σχετικότητας του Einstein.

Οι Holz και Wheeler παρομοιάζουν αυτήν την τεχνική ανίχνευσης, όμοια με αυτήν που χρησιμοποιείται για να ψάξουν για τα περίεργα, σκοτεινά, συμπαγή αστροφυσικά αντικείμενα στο Γαλαξία μας, που ονομάζονται Ογκώδη Συμπαγή Αντικείμενα, ή MACHOs. Τέτοια αντικείμενα έχουν προταθεί ότι αποτελούν τον κύριο εκπρόσωπο της σκοτεινής ύλης, την ουσία την οποία φαίνεται να περιέχουν οι γαλαξίες αλλά δεν μπορούμε να την δούμε.

Η σκοτεινή ύλη, το αόρατο αυτό υλικό που αν και αποτελεί το μεγαλύτερο τμήμα του Σύμπαντος, η φύση του παραμένει άγνωστη. Η σκοτεινή ύλη δεν μπορεί να φωτογραφηθεί σε κανένα μήκος κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, με κανενός είδους τηλεσκόπιο (ακτίνων γ, ακτίνων Χ, υπεριώδους, οπτικού, υπέρυθρου, ή ραδιοτηλεσκόπιο).  Και όμως η ακριβής γνώση της ποσότητας και της κατανομής της σκοτεινής ύλης είναι απαραίτητη για να μπορέσουμε να υπολογίσουμε την ακριβή πυκνότητα όλης της ύλης στο Σύμπαν και άρα να λύσουμε το μυστήριο της γέννησής του και της τελικής του μοίρας.

Η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης (Big Bang) λέει ότι η πυκνότητα της φυσιολογικής ύλης (οτιδήποτε αποτελείται από τα γνωστά μας άτομα) στο Σύμπαν δεν ξεπερνάει το 10% της κρίσιμης πυκνότητας του Σύμπαντος. Με άλλα λόγια η συντριπτική πλειονότητα της μάζας του Σύμπαντος δεν εκπέμπει, δεν διαχέει ούτε απορροφά το φως και μάλλον ούτε καν είναι φτιαγμένη από άτομα. Ελλείψει καλύτερου ονόματος οι επιστήμονες την ονομάζουν "σκοτεινή ύλη", της οποίας η ύπαρξη φανερώνεται μόνο έμμεσα λόγω της βαρυτικής της επίδρασης στη γνωστή μας "φωτεινή ύλη", δηλαδή τ' αστέρια και τα αέρια.

Η παρουσία των MACHOs προκύπτει από την επίδραση που έχει στο φως ενός πιο απόμακρου άστρου, η ισχυρή βαρύτητά τους.  Αυτή η επίδραση πάνω στο φως κάμπτει τις ακτίνες, και το φαινόμενο που λέγεται "βαρυτικός φακός", προβλέπεται από τη θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Einstein.

Οι Holz και Wheeler επισημαίνουν ότι η βαρύτητα μιας μαύρης οπής είναι τόσο ισχυρή που το φως που περνά κοντά της κάμπτεται, αλλά όχι τόσο ώστε να απορροφηθεί από αυτήν. Μάλιστα μπορεί να καμφθεί κατά γωνία π (180ο). Θα διερχόταν τότε γύρω από τη μαύρα οπή και θα ακολουθούσε πάλι την κατεύθυνση από όπου ήρθε.

Μια ακτίνα φωτός περνώντας ακόμη πιό κοντά θα μπορούσε να κάνει μια, δύο ή ακόμα και περισσότερες πλήρεις τροχιές πριν να γυρίσει πίσω. Το φως που θα διαχέονταν κατ' αυτό τον τρόπο από μια μαύρη οπή θα επέστρεφε υπό μορφή μιας σειράς ομόκεντρων κλειστών δακτυλίων, που κάθε δακτύλιος θα αντιστοιχούσε σε ακέραιο αριθμό τροχιών συν ένα μισό. Οι ερευνητές ονομάζουν αυτό σαν γεγονός "retro- mACHO" - ή "το π στον ουρανό".

Για να δει κάποιος ένα γεγονός retro- mACHO, αλλά που προκαλείται από μια μαύρη οπή, είτε η πηγή φωτισμού πρέπει να είναι φωτεινή, είτε η μαύρη οπή πρέπει να είναι και κοντά στην πηγή και κοντά στον παρατηρητή στη Γη. Ίσως η καλύτερη πιθανότητα για ένα retro- mACHO θα προερχόταν από την παρατήρηση του διασκορπισμένου προς τα πίσω ηλιακού φωτός από μια μαύρη οπή, περίπου 30 έτη φωτός μακριά.

Ακόμα όμως και τότε, θα πρέπει να είμαστε τυχεροί. Η εικόνα που θα παίρναμε θα ήταν αμυδρή, και υπάρχουν πιθανά πολύ λίγες μαύρες οπές που να βρίσκονται κοντά μας. Ακόμα και στην καλύτερη των περιστάσεων μόνο μια ευκαιρία θα είχαμε για να δούμε retro- mACHO.

Εναλλακτικά, ένα πολύ ισχυρό λέιζερ θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως τεχνητή πηγή φωτός για να ανιχνεύσει μαύρες οπές στους ουρανούς, ενώ ένα σύστημα ελέγχου θα ψάχνει για επιστροφή μιας αχνής αχτίδας του φωτός.