Ραντεβού με την υπερβαρέα μαύρη τρύπα του Γαλαξία μας

Όπως οι φοβισμένοι θεατές στο σινεμά κάθονται στα καθίσματα τους και στο έλεος της φαντασίας τους βλέποντας ένα θρίλερ, έτσι και οι αστρονόμοι αναμένουν, να δουν τελικά το τέρας: μια υπερβαρέα μαύρη τρύπα. Αύριο λοιπόν οι επιστήμονες αναμένεται να απελευθερώσουν εικόνες της σιλουέτας αυτού του αόρατου και ανυπέρβλητου αστρονομικού αντικειμένου.

 

Σύμφωνα με τους υπολογισμούς, και αν όλα έχουν πάει καλά, είτε η μία ή και οι δύο μαύρες τρύπες πρέπει να εμφανίζονται ως μια μικροσκοπική σκιά που φωτίζεται από την λάμψη της ραδιοενέργειας στο γαλαξιακό κέντρο. Μπορεί να έχουν σχήματα κυκλικά, οβάλ ή κάποια άλλη μορφή, ανάλογα με το αν περιστρέφονται ή αν οι εξισώσεις του Einstein που τις περιγράφουν είναι ελαφρώς λανθασμένες ή εάν αυτές εκπέμπουν λάμψεις ενέργειας, όπως τα κβάζαρ παράγουν “πυροτεχνήματα” ορατά σε όλο το σύμπαν. Σε αυτές τις σκιές τα όνειρα των φυσικών πεθαίνουν, ο χρόνος τελειώνει, ο χωροχρόνος, η ύλη και το φως εξαφανίζονται μέσα στο αρχέγονο τίποτα από το οποίο όλα αυτά πηγάζουν

Οι αστρονόμοι δημιούργησαν ένα παγκόσμιο δίκτυο ραδιοτηλεσκοπίων που ονομάζεται Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων (EHT) και αναμένεται να απελευθερώσουν εικόνες αυτού του αόρατου και ανυπέρβλητου αστρονομικού αντικειμένου. Τέτοιες εικόνες αντιπροσωπεύουν όχι μόνο ένα σημαντικό επιστημονικό επίτευγμα αλλά και μια ευκαιρία να ξανασκεφτούμε τον κόσμο και τη θέση μας μέσα σε αυτόν.

 

Μια μαύρη τρύπα είναι η περιοχή γύρω από ένα εξαιρετικά συμπαγές συγκρότημα της ύλης του οποίου η έντονη βαρυτική δύναμη τόσο δυναμικά παραμορφώνει και στρεβλώνει το χώρο, που μπορεί να το θεωρήσετε ως μια οπή στον ίδιο το χώρο. Οι μαύρες τρύπες αποτρέπουν οτιδήποτε βρίσκεται κοντά τους, είτε πρόκειται για ύλη είτε για το φως, από το να διαφύγει – εξ ου και το όνομά τους. Το όριο πέρα ​​από το οποίο δεν διαφεύγει τίποτα είναι ο ορίζοντας γεγονότων.

 

Ο δεύτερος στόχος βρίσκεται στην καρδιά του Messier 87, ένας γιγαντιαίος γαλαξίας στον αστερισμό της Παρθένου, όπου μια μαύρη τρύπα 7 δισεκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου εκπέμπει ένα πίδακα ενέργειας μήκους χιλιάδες έτη φωτός στο διάστημα. Το ρεύμα των υποατομικών σωματιδίων στον πίδακα που ταξιδεύει σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός ρέει από το κέντρο του γαλαξία Messier 87. 

 

Αρχικά, οι μαύρες τρύπες ήταν μόνο μία μαθηματική λύση στις εξισώσεις πεδίου της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν. Δεν υπήρχε καμία εγγύηση ότι αντιστοιχούσαν σε πραγματικά αστρονομικά αντικείμενα. Ακόμη και ο Αϊνστάιν ήταν σκεπτικός ότι υπήρχαν.

 

Αλλά στη δεκαετία του 1930, ο Ινδός αστροφυσικός Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995) έδειξε ότι οι μαύρες τρύπες ήταν η αναπόφευκτη συνέπεια του θανάτου ενός μεγάλου άστρου και οι επιστήμονες άρχισαν να τις θεωρούν πραγματικά αντικείμενα. Στη δεκαετία του 1960, οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούσαν τηλεσκόπια ακτίνων Χ ήταν σε θέση να συμπεράνουν την ύπαρξη μαύρων οπών όταν ανίχνευσαν κβάζαρ – τεράστια ουράνια αντικείμενα που τροφοδοτούνται από ύλη που πέφτει μέσα σε μαύρες τρύπες σο κέντρο τους.

 

Η σημερινή κατανόηση των μαύρων οπών εξακολουθεί να βασίζεται σε έμμεσα συμπεράσματα που αντλούνται από δεδομένα που συλλέγονται σε απέραντες αποστάσεις, χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις με ακτίνες Χ, οπτικά και ραδιοφωνικά κύματα. Δεν μπορέσαμε όμως να φτάσουμε ποτέ κοντά στην άμεση ανίχνευση ενός ορίζοντα γεγονότων. 

Οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει ότι τα αστέρια στην καρδιά του Γαλαξία μας, ταξιδεύουν πολύ πιο γρήγορα από οπουδήποτε αλλού στον Γαλαξία, απόδειξη της παρουσίας μίας μαύρης τρύπας 4 εκατομμύρια φορές τη μάζα του ήλιου μας.

 

Αυτό αναμένεται να αλλάξει με τις εικόνες που πάρθηκαν από το Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων. Οκτώ ραδιο-παρατηρητήρια σε όλο τον κόσμο έχουν συνδυάσει τις δυνάμεις τους για να δημιουργήσουν μια γήινη αντένα ικανή να ανιχνεύσει τους ορίζοντες γεγονότων δύο κοντινών μαύρων οπών. Η πρώτη μαύρη τρύπα απέχει 26.000 έτη φωτός, στο κέντρο του Γαλαξία μας, και ζυγίζει όσο και τέσσερα εκατομμύρια ήλιοι. Η δεύτερη είναι μία “μεγαλοπρεπής” μαύρη τρύπα στο κέντρο ενός από τους μεγαλύτερους κοντινούς γαλαξίες. Εκτιμάται δε ότι αυτή ζυγίζει πάνω από έξι δισεκατομμύρια ήλιοι.

 

Η θεωρία της γενικής σχετικότητας προβλέπει παράξενα φαινόμενα γύρω από μια μαύρη τρύπα, ένα από τα οποία είναι η ακραία κάμψη των ακτίνων φωτός που κυκλοφορεί εκεί κοντά. Η ύλη που έλκεται από τη βαρύτητα της μαύρης τρύπας καταλήγει σε ένα σχηματισμό σαν ένας δίσκος, που «τροφοδοτεί» τη μαύρη τρύπα καθώς το αέριο και η σκόνη από την γύρω περιοχή σιγά-σιγά διοχετεύονται προς τον ορίζοντα γεγονότων και στην ‘λήθη’. Η ύλη που πέφτει σε αυτόν τον δίσκο επιταχύνεται και θερμαίνεται σε τέτοιες υψηλές θερμοκρασίες που εκπέμπει φως. Με τη σειρά του, αυτό το φως περιβάλλει τον ορίζοντα γεγονότων.

 

Είναι αυτό το μοτίβο κεκαλυμμένου φωτός που οι αστρονόμοι, οι οποίοι τρέχουν το Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων, προσπαθούν να ανιχνεύσουν – ένα ελαφρώς λυγισμένο λαμπερό δαχτυλίδι που θα σκιαγραφεί το σημείο μη επιστροφής. Θα αποτελούσε τη σιλουέτα της μαύρης τρύπας.

 

Ένας λόγος να ενθουσιαστεί κάποιος από την δυνατότητα αυτής της ανακάλυψης είναι ότι τέτοιες εικόνες θα δοκιμάσουν ξανά τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν. Θα συμπεριληφθούν άραγε οι προβλέψεις του για το πώς συμπεριφέρονται η ύλη και η ενέργεια τόσο κοντά στη μαύρη τρύπα;  ή θα μπορούσαμε να δούμε ένα ελάττωμα στη θεωρία;

 

Ένας άλλος λόγος που πρέπει να ενθουσιαστεί κάποιος από την προοπτική της ανακάλυψης του Event Horizon Telescope είναι ότι αυτές οι αστρονομικές εικόνες θα μετατοπίσουν την άποψή μας για τον Κόσμο από το φανταστικό στο λογικό και το πραγματικό.

 

Αυτό συνέβη και πριν από περισσότερα από 400 χρόνια, όταν ο Γαλιλαίος παρουσίασε έξι ακουαρέλες από το φεγγάρι, όπως το είδε μέσα από το πρωτόλειο τηλεσκόπιο του. Συνέβη περίπου 200 χρόνια αργότερα, όταν ο Louis Daguerre έκανε την πρώτη αστρονομική φωτογραφία – επίσης από το φεγγάρι. Και συνέβη το 1990, με την πρώτη εικόνα του νηπιακού σύμπαντος, που τραβήχτηκε από ένα δορυφόρο της NASA, και το 2017, με εικόνες του διαστημικού τηλεσκοπίου του Hubble για σμήνη γαλαξιών.