Το μεγαλύτερο μυστήριο στο σύμπαν φτάνει πιο κοντά στο να αποκαλυφθεί
Οι μαύρες τρύπες είναι ένα από τα πιο μακρινά και ίσως τα πιο μυστηριώδη φαινόμενα σε ολόκληρο το γνωστό σύμπαν. Από τη στιγμή που φτάσεις δίπλα της είναι σχεδόν άγνωστο τι θα συμβεί. Πώς θα ήταν λοιπόν αν πέφταμε μέσα σε μια μαύρη τρύπα;
«Την στιγμή που θα διέσχιζες τον ορίζοντά της δεν θα ένιωθες
τίποτα, δεν θα συνέβαινε τίποτα δραματικό», αναφέρει ο Πίτερ Γκάλισον,
συνιδρυτής της ομάδας Black Hole Initiative
στο Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ, στον δημοσιογράφο του Guardian. Μόνο η αρχή ωστόσο θα ήταν
εύκολη.
«Αλλά αναπόφευκτα λίγο μετά, θα τραβιόσουν προς το κέντρο
της. Τότε, δεν θα υπήρχε επιστροφή. Οτιδήποτε πέφτει μέσα σε μια μαύρη τρύπα,
συνεχίζει να πέφτει. Δεν υπάρχει αντίσταση και τα πράγματα συνήθως δεν
καταλήγουν πολύ καλά», συμπληρώνει ο Γκάλισον.
«Οι αστροφυσικοί έχουν μια έκφραση που λέγεται
«μακαρονοποίηση» (spaghettification)
γιατί αν έπεφτες με τα πόδια σου πρώτα τότε τα πόδια σου θα ελκύονταν
περισσότερο προς το κέντρο σε σχέση με το κεφάλι σου και οι πλευρές σου θα
πιέζονταν προς το κέντρο και αυτή η διαδικασία θα σε επιμήκυνε και θα σε
συμπίεζε. Μακροπρόθεσμα, όλο αυτό δεν πρόκειται να καταλήξει σε επιβίωση», λέει
ξεκάθαρα ο Γκάλισον.
Ο Γκάλισον μόλις ολοκλήρωσε ένα ντοκιμαντέρ με τίτλο «Black Holes: The Edge of All We Know» ύστερα από τέσσερα χρόνια
έρευνας, το οποίο θα είναι διαθέσιμο στο Netflix από την 1η Ιουνίου. Το ντοκιμαντέρ
παρακολουθεί δύο επιστημονικές ομάδες σε μια προσπάθεια να καταλάβουν τα πιο
μυστηριώδη στοιχεία του σύμπαντος.
Το ντοκιμαντέρ ανοίγει με την χαρακτηριστική φωνή του Στίβεν
Χόκινγκ, όπως ακουγόταν μέσω του υπολογιστή: «Μια μαύρη τρύπα είναι περισσότερο
περίεργο από οτιδήποτε έχει ποτέ φανταστεί ένας συγγραφέας επιστημονικής
φαντασίας. Είναι μια περιοχή του διαστήματος, όπου η βαρύτητα είναι τόσο ισχυρή
με αποτέλεσμα τίποτα να μην μπορεί να δραπετεύσει από αυτή. Από τη στιγμή που
θα βρεθείς στο χείλος της δεν υπάρχει γυρισμός».
Οι μαύρες τρύπες μεγέθους μιας μεγάλης πόλης σχηματίζονται, όταν τα αστέρια ξεμένουν από «καύσιμα» και καταρρέουν από την ισχύ της ίδιας τους της βαρύτητας. Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, οι οποίες είναι εκατομμύρια ή και δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερες από τον ήλιο μας, εντοπίζονται στο κέντρο σχεδόν κάθε γαλαξία συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας, του Milky Way. Δεδομένου ότι υπάρχουν περίπου 100 δισεκατομμύρια γαλαξίες σε όλο το ορατό σύμπαν, πιθανότατα υπάρχουν και 100 δισεκατομμύρια υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.
Οι μαύρες τρύπες ανέκαθεν ήταν ένα άκρως συναρπαστικό θέμα
για τους αστροφυσικούς, τους μαθηματικούς αλλά και τους φιλοσόφους και αποτέλεσαν
αναμφισβήτητα μια έτοιμη μεταφορά για τους καλλιτέχνες. Ωστόσο, η τηλεόραση
είναι το πιο… ακόρεστο μέσο και γι’ αυτό ο Γκάλισον, καθηγητής της ιστορίας της
επιστήμης στο Πανεπιστήμιο Πελεγκρίνο και της φυσικής στο Χάρβαρντ είχε θέσει
ως στόχο να δημιουργήσει ένα ντοκιμαντέρ για «κάτι που παλεύει με όλες του τις
δυνάμεις να μείνει αόρατο», όπως ένας από αυτούς που μιλούν στο ντοκιμαντέρ
αναφέρουν.
«Νομίζω ότι παράδοξα με τραβούν κυρίως θέματα για αόρατα
πράγματα», αναφέρει σημειώνοντας ότι τα προηγούμενα ντοκιμαντέρ του
περιελάμβαναν θέματα όπως τα μυστική της εθνικής ασφάλειας και την ταφή
πυρηνικών αποβλήτων.
Κοιτώντας τις μαύρες
τρύπες
«Οι μαύρες τρύπες είναι το πιο δύσκολο στοιχείο για να δεις
στο σύμπαν επειδή δεν αντανακλούν καθόλου φως και δεν εκπέμπουν κανένα φως. Κι
αυτό που μπορούμε να δούμε βρίσκεται στα 55 εκατ. έτη φωτός από εδώ οπότε
ουσιαστικά είναι απλώς ένα αποτύπωμα στον ουρανό, για να το πούμε απλά. Είναι
σα να προσπαθείς να διαβάσεις την ημερομηνία πάνω σε ένα νόμισμα στο Λονδίνο,
ενώ είσαι στη Νέα Υόρκη» αναφέρει.
«Αλλά το πρώτο καλό νέο σε αυτήν την προσπάθεια είναι ότι
αυτές οι μαύρες τρύπες συσσωρεύουν αέρια και ύλη, στοιχεία δηλαδή που κινούνται
γύρω τους και θερμαίνονται μέσα σε αυτή τη δίνη αναπτύσσοντας θερμοκρασία 10
δισ. βαθμών και λάμπουν. Έτσι, αυτό που βλέπεις είναι κατά κάποιο τρόπο μια
σκιά της μαύρης τρύπας και κοιτώντας αυτό το λαμπερό δαχτυλίδι γύρω από την
μαύρη τρύπα μπορούμε να συμπεράνουμε πολλά για το μέγεθος και τις ιδιότητές
της. Χρησιμοποιούμε τα ορατά πράγματα γύρω από την τρύπα για να συμπεράνουμε
στοιχεία για την ίδια την μαύρη τρύπα», σημειώνει.
Η μαύρη τρύπα που βρίσκεται στην καρδιά του γαλαξία Messier 87 είναι τόσο μακριά
που ιδανικά θα χρειαζόμασταν ένα τηλεσκόπιο στο μέγεθος της Γης για να την
δούμε. Μιας κι αυτό δεν είναι τόσο
πρακτικό, η επόμενη καλύτερη λύση είναι το Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων (Event Horizon Telescope), μια συστοιχία
οχτώ τηλεσκοπίων αποτελούμενη από ένα παγκόσμιο δίκτυο ραδιοτηλεσκοπίων, η
οποία εκτείνεται σε έξι βουνά σε τέσσερις ηπείρους. Τα ραδιοτηλεσκόπια αυτά
λειτουργούν σαν θραύσματα ενός καθρέπτη.
Η προσπάθεια έφερε εντυπωσιακά αποτελέσματα πριν από δύο
χρόνια, όταν κατάφεραν να καταγράψουν για πρώτη φορά την εικόνα μιας μαύρης
τρύπας. Ο Γκάλισον, ο οποίος είναι μέλος της ομάδας του Event Horizon Telescope, θυμάται: «Η
ανακάλυψη είχε μεγάλη απήχηση στον κόσμο γιατί επαναπροσδιόρισε την σχέση μας
με τον κόσμο. Από το να ξέρεις ότι υπάρχουν μαύρες τρύπες – μέσω των
υπολογισμών ή μέσω έμμεσων παρατηρήσεων- μέχρι το να κοιτάς σε αυτήν και να
λες: ‘Αυτή είναι μια μαύρη τρύπα’, νομίζω ότι είναι συναρπαστικό για τον κόσμο
αλλά και για τους επιστήμονες», τονίζει.
«Οι επιστήμονες δεν απέχουν πολύ από μια ευρεία πολιτισμική
και φιλοσοφική θεώρηση. Βλέπαμε αναπαραστάσεις
αυτών των πραγμάτων για χρόνια οπότε δεν ήταν ότι δεν είχαμε ιδέα πώς
έμοιαζαν. Όμως το να δεις πραγματικά κάτι τέτοιο είναι τελείως διαφορετικό. Μια
συνάδερφος είπε ότι κοιτώντας την μαύρη τρύπα ένιωσε τρομοκρατημένη από αυτή.
Ένας άλλος είπε ότι κοιτούσε τη φωτογραφία στο κινητό του για ώρες. Περπατούσε
και την κοιτούσε συνεχώς πριν δημοσιευτεί στον κόσμο. Οπότε θεωρώ ότι υπάρχει
κάτι καθηλωτικό γύρω από αυτήν την εικόνα πέρα από το τεχνικό επίτευγμα»,
τονίζει ο Γκάλισον.
Το παράδοξο της
πληροφορίας
Το ντοκιμαντέρ του Γκάλισον ακολουθεί επίσης μια ξεχωριστή
ομάδα θεωρητικών φυσικών, οι οποίοι εξετάζουν ένα πρόβλημα γνωστό ως «το
παράδοξο της πληροφορίας» (the information paradox).
Ένας από τους θεωρητικούς επιστήμονες με τον οποίο μίλησε ο
Γκάλισον, ο Άντριου Στρόμινγκερ, λέει
ότι σκέφτεται αυτό το παράδοξο 24 ώρες την ημέρα, εφτά μέρες την εβδομάδα ακόμα
και όταν πλένει τα δόντια του ή ονειρεύεται.
«Είναι το πιο
ενδιαφέρον ερώτημα που απασχολεί την μοντέρνα φυσική. Είναι τόσο ενδιαφέρον που
ήμουν διατεθειμένος να αφιερώσω όλη τη ζωή μου για να το καταλάβω».
Το «παράδοξο της πληροφορίας» πάει πίσω στο 1974 όταν ο
Χόκινγκ πρότεινε ότι μια μαύρη τρύπα μπορεί να έχει μόνο δύο ιδιότητες: πόσο
μεγάλη είναι και πόσο περιστρέφεται. Κανείς όμως δεν μπορούσε να πει πώς σχηματίζεται.
Ο Χόκινγκ έδειξε ότι ζεύγη σωματιδίων-αντισωματιδίων που παράγονται κοντά στην
εξωτερική περιφέρεια μιας μαύρης τρύπας θα χωρίζονταν. Ένα σωματίδιο θα
περιερχόταν μέσα στη μαύρη τρύπα ενώ το άλλο θα δραπέτευε προς τα έξω, κάνοντας
έτσι τη μαύρη τρύπα ένα σώμα που κατά παράδοξο τρόπο ακτινοβολεί.
Η θεωρία του Χόκινγκ υπονοούσε ότι, κατά τη διάρκεια ενός τεράστιου χρονικού διαστήματος, μια μαύρη τρύπα θα εξατμιζόταν τελικά, αφήνοντας πίσω της παρά μόνο μια αδιαπέραστη, άπειρης μάζας ιδιομορφία στο κέντρο της. Αυτό όμως ήταν ένα πρόβλημα για την κβαντομηχανική, που υπαγορεύει ότι τίποτα, συμπεριλαμβανομένων και των πληροφοριών, δεν μπορεί να χαθεί ποτέ. Εάν οι μαύρες τρύπες «παρακράτησαν» τις πληροφορίες για πάντα μέσα στις ιδιομορφίες τους, θα υπήρχε μια θεμελιώδης ρωγμή στην κβαντομηχανική.
«Αυτό που συνειδητοποίησε ο Χόκινγκ ήταν ότι δημιουργούνταν
μια θεμελιώδης αντίφαση σε κάτι ουσιώδες που πίστευαν οι φυσικοί. Αυτό ήταν ότι
αν ήξερες την κατάσταση του κόσμου σε μια καθορισμένη στιγμή, τότε θα μπορούσες
να συμπεράνεις ποια ήταν η κατάσταση στο παρελθόν. Αν ήξερες τι συμβαίνει στο
παρόν, μπορούσες να προβλέψεις το μέλλον», σημειώνει ο Γκάλισον.
«Αλλά οι μαύρες τρύπες φαίνεται να καταρρίπτουν αυτήν την
θεωρία. Δεν μπορείς να πεις αν έχουν δημιουργηθεί από αστέρια ή από πιάνο ή από
καμηλοπαρδάλεις. Δεν μπορείς να πεις τίποτα για το πώς σχηματίστηκαν. Έτσι,
μοιάζουν να αψήφουν, ακόμα και σε επίπεδο θεμελιωδών αρχών, τι συνέβαινε στο
παρελθόν και αυτό ενοχλεί και προβληματίζει πραγματικά τους φυσικούς. Τους
αρέσει να κοιτούν σε ένα τραπέζι μπιλιάρδου τις μπάλες που κινούνται: πες μας
πόσο γρήγορα κινούνται και πού βρίσκονται και εμείς θα σου πούμε που ήταν και
πού θα βρεθούν.
»Οι μαύρες τρύπες όμως δεν είναι έτσι. Οπότε το παράδοξο της
χαμένης πληροφορίας είναι ότι έχουμε χάσει την πληροφορία για το πώς
σχηματίζονται και αυτό φαίνεται να παραβιάζει τον σκοπό κάποιων εκατοντάδων
χρόνων φυσικής, τουλάχιστον από την εποχή του Νεύτωνα. Αν ήξερες τα πράγματα
τώρα θα μπορούσες να πεις πού ήταν και πού θα είναι».
Το ντοκιμαντέρ καταγράφει πώς ο Χόκινγκ και οι συνεργάτες
του προσπάθησαν να καταλάβουν αυτό το παράδοξο και υποδηλώνει ότι το σημείο
γύρω από μια μαύρη τρύπα έχει αρκετή χωρητικότητα ώστε να αποθηκεύσει
πληροφορίες. Αυτό σημαίνει ότι δεν είναι χαμένη δημιουργώντας έτσι ένα αρχείο
του τι έχει συμβεί. Ο Γκάλισον μάλιστα έχει καταγράψει στο ντοκιμαντέρ του μια
σημαντική στιγμή «πνευματικής διαμάχης» με τον Χόκινγκ, ο οποίος πέθανε το 2018
σε ηλικία 76 ετών.
«Ήθελα να αποτυπώσω τον Χόκινγκ εν ώρα εργασίας και όχι μόνο
την κλασική εικόνα του Χόκινγκ που κάνει δελφικές εκτιμήσεις για τον κόσμο,
αλλά τον Χόκινγκ να κάνει αυτό που πραγματικά έκανε, το οποίο ήταν η επιστήμη», λέει ο Γκάλισον.
Η εκτίμηση του Γκάλισον για τον Χόκινγκ συνεχώς μεγάλωνε:
«Είχε πάντα τόσο καλό χιούμορ και ενδιαφέρον για τον κόσμο. Αν γινόταν κάποιο
πάρτι στο Κέιμπριτζ θα ήταν πάντα εκεί. Ερχόταν στην Βοστώνη και πηγαίναμε για
φαγητό και το απολάμβανε. Ήθελε να κάνει κρουαζιέρες. Του άρεσε η ζωή και
νομίζω ότι ήταν υπέροχος και τον θαύμαζα όλο και περισσότερο».
Αλλά αυτό που κάνει φανερό το ντοκιμαντέρ είναι ότι δεν
υπάρχουν οι ηρωικοί μύθοι των ιδιοφυιών. Η εφαρμοσμένη επιστήμη είναι ένα
ομαδικό άθλημα. «Τα μεγαλύτερα προβλήματα που αντιμετωπίζουμε τώρα, τα οποία
δεν είναι ακριβώς αστρονομικά, όπως η κλιματική αλλαγή και η πανδημία, απαιτεί
ομαδικές προσπάθειες όχι απλώς τον πολλαπλασιασμό του ίδιου είδους ατόμου επί
εκατομμύρια φορές.
»Ήθελα να δείξω πόσο βασικές, πόσο ζωτικές και πόσο παραγωγικές
μπορεί να είναι οι συνεργασίες είτε αν πρόκειται για μικρές συνεργασίες στο
θεωρητικό επίπεδο ή οι πολύ μεγαλύτερες στο επίπεδο της παρατήρησης και να
δούμε όλα όσα μπορέσαμε να ανακαλύψουμε όταν οι άνθρωποι εργάστηκαν μαζί»,
καταλήγει.