|
|
Πως μεγαλώνει η δική σας μαύρη τρύπα;Από την έκδοση FOCUS του Physical Review, 31 Δεκεμβρίου 2002 |
|
Σαν μια ανίκητη δύναμη του Κακού σε μια ταινία τρόμου, μια μαύρη τρύπα "τρώει" συνεχώς και μεγαλώνει. Σήμερα, 30 χρόνια μετά από αυτή την ανακάλυψη, οι ερευνητές μπορούν τελικά να περιγράψουν αυτή την αμείλικτη ανάπτυξη ποσοτικά. Μια ομάδα δημοσίευσε στις 23 Δεκεμβρίου στο περιοδικό Physical Review Letters, μια εργασία όπου εξάγει τη σχέση μεταξύ του μεγέθους μιας μαύρης τρύπας και της ενέργειας που έχει απορροφήσει. Τέτοιου τύπου γνώση μπορεί να βοηθήσει σε εξομοιώσεις με υπολογιστές της ανάπτυξης μιας μαύρης τρύπας, στην κατανόηση των βαρυτικών κυμάτων και άλλες αστροφυσικές μελέτες.  Γειά σας κύματα. Οι νόμοι για τον υπολογισμό της αύξησης της επιφάνειας, της μάζας, και της στροφορμής μιας μαύρης τρύπας, θα μπορούσαν να βελτιώσουν τις προβλέψεις μας για τις παρατηρήσεις που πρόκειται να γίνουν με το LIGO, μια διάταξη που κατασκευάστηκε πρόσφατα, με σκοπό την ανίχνευση των κυμάτων βαρύτητας από το διάστημα. Οι μαύρες τρύπες είναι εύκολο να μελετηθούν θεωρητικά όταν είναι αμετάβλητες και απομονωμένες από κάθε τι άλλο γύρω τους. Οι πραγματικές όμως μαύρες τρύπες απορροφούν ύλη ( όπως άστρα και αέρια) και ακτινοβολία (όπως φως και βαρυτικά κύματα). Το μόνο σημαντικό αποτέλεσμα γι αυτές τις δυναμικές μαύρες τρύπες, ήρθε το 1971 όταν ο Stephen Hawking πρότεινε ότι η επιφάνεια του ορίζοντα γεγονότων μιας μαύρης τρύπας, τα σημεία δηλαδή που δεν υπάρχει πια επιστροφή της ύλης και της ακτινοβολίας που κατευθύνονται προς την τρύπα, ουδέποτε μειώνεται. Με άλλα λόγια δηλαδή οι μαύρες τρύπες πάντα μεγαλώνουν. "Αυτό ήταν όλο κι όλο που γνωρίζαμε" λέει ο Abhay Ashtekar του πολιτειακού πανεπιστημίου της Pennsylvania. Αλλά αυτό που θα ήθελε καθένας να γνωρίζει, ώστε να μπορεί να κάνει ρεαλιστικούς υπολογισμούς, είναι το πόσο αλλάζει το εμβαδόν της επιφάνειας. Για ν' απαντήσουν σ' αυτή την ερώτηση οι Ashtekar και Badri Krishnan, τώρα στο Ινστιτούτο Max Planck για τη βαρυτική φυσική στη Γερμανία, βρήκαν ένα μέτρο για την ολική ενέργεια από βαρυτικά κύματα που απορροφά μια μαύρη τρύπα, η οποία δεν είναι απομονωμένη από την υπόλοιπη ύλη και ακτινοβολία. Στη συνέχεια, το ζευγάρι αυτό των επιστημόνων, παρήγαγε "νόμους ισορροπίας" οι οποίοι συσχετίζουν την ποσότητα της απορροφούμενης ενέργειας μέσω μάζας και ακτινοβολίας με τις μεταβολές που παθαίνει η επιφάνεια του ορίζοντα της τρύπας, η ίδια η μάζα της και η γωνιακή στροφορμή της. Ενώ οι προηγούμενες μελέτες μπορούσαν να περιγράψουν μόνο μικρές μεταβολές μεταξύ στατικών καταστάσεων της μαύρης τρύπας, "τώρα" εξηγεί ο Ashtekar, "μπορούμε να καταπιαστούμε με πραγματικά δυναμικές διαδικασίες στις οποίες οι μαύρες τρύπες εκρήγνυνται και συγκρούονται". Σε προσομοιώσεις με υπολογιστές, λέει ο ίδιος, οι νέοι νόμοι θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να επιβεβαιώσουν αν ένα αποτέλεσμα είναι φυσικά εύλογο ή απλώς μια φαντασία με τον υπολογιστή. Για παράδειγμα, προσομοιώσεις θα μπορούσαν να ελέγξουν αν η ενέργεια και η στροφορμή διατηρούνται στον ορίζοντα της τρύπας. Οι νέες εξισώσεις θα μπορούσαν επίσης να βοηθήσουν τους ερευνητές να εξάγουν βασικές ιδιότητες από την εξομοίωση μιας μαύρης τρύπας, όπως η μάζα της και η στροφορμή της. Επιπρόσθετα το αποτέλεσμα υποδηλώνει ότι θα μπορούσαν να σχηματιστούν μαύρες τρύπες με τεράστιες στροφορμές - πολύ μεγαλύτερες από αυτές που επιτρέπει η θεωρία για τις ιδανικές απομονωμένες μαύρες τρύπες. Η γνώμη τώρα για τους νέους
νόμους μερικών αστροφυσικών, ειδικών
για το θέμα: Ο Stephen Fairhurst του πανεπιστημίου της Alberta στον Καναδά λέει ότι, με μια μέθοδο που να υπολογίζει τη μάζα μιας δυναμικής μαύρης τρύπας, θα γίνουν ακριβέστεροι υπολογισμοί της ενέργειας που περιέχεται στη βαρυτική ακτινοβολία. Κι αυτό με τη σειρά του, θα βελτίωνε τις προβλέψεις για τις παρατηρήσεις των βαρυτικών κυμάτων που αναμένονται να γίνουν με διατάξεις όπως αυτή του LIGO, λέει ο ίδιος. Αναφορές: |
||||
|