ΤΙ ΣΥΜΒΑΊΝΕΙ ΌΤΑΝ ΣΥΓΚΡΟΎΟΝΤΑΙ ΜΑΎΡΕΣ ΤΡΎΠΕΣ;

Send

Το σημάδι μιας πραγματικά μεγάλης επιστημονικής θεωρίας είναι τα αποτελέσματα που προβλέπει όταν εκτελείτε πειράματα ή πραγματοποιείτε παρατηρήσεις. Και μία από τις μεγαλύτερες θεωρίες που προτάθηκαν ποτέ ήταν η έννοια της σχετικότητας, που περιγράφεται από τον Albert Einstein στις αρχές του 20ού αιώνα.

Εκτός από το ότι μας βοηθά να καταλάβουμε ότι το φως είναι το απόλυτο όριο ταχύτητας του Σύμπαντος, ο Αϊνστάιν περιέγραψε την ίδια τη βαρύτητα ως παραμόρφωση του χωροχρόνου.

Έκανε κάτι παραπάνω από απλώς μια σειρά από περίτεχνες νέες εξηγήσεις για το Σύμπαν, πρότεινε μια σειρά δοκιμών που θα μπορούσαν να γίνουν για να διαπιστωθεί αν οι θεωρίες του ήταν σωστές.

Ένα τεστ, για παράδειγμα, εξήγησε πλήρως γιατί η τροχιά του Ερμή δεν ταιριάζει με τις προβλέψεις του Νεύτωνα. Άλλες προβλέψεις θα μπορούσαν να δοκιμαστούν με τα επιστημονικά όργανα της ημέρας, όπως η μέτρηση της διαστολής του χρόνου με τα γρήγορα κινούμενα ρολόγια.

Δεδομένου ότι η βαρύτητα είναι πραγματικά μια παραμόρφωση του χωροχρόνου, ο Αϊνστάιν προέβλεψε ότι τα τεράστια αντικείμενα που κινούνται μέσω του χωροχρόνου θα πρέπει να δημιουργούν κυματισμούς, όπως κύματα που κινούνται μέσω του ωκεανού.

Ακριβώς περπατώντας, αφήνετε ένα κύμα βαρυτικών κυμάτων που συμπιέζουν και επεκτείνουν το χώρο γύρω σας. Ωστόσο, αυτά τα κύματα είναι απίστευτα μικροσκοπικά. Μόνο τα πιο ενεργητικά γεγονότα σε ολόκληρο το Σύμπαν μπορούν να παράγουν κύματα που μπορούμε να ανιχνεύσουμε.

Χρειάστηκαν πάνω από 100 χρόνια για να αποδειχτεί τελικά αληθινή, η άμεση ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων. Τον Φεβρουάριο του 2016, οι φυσικοί με το παρατηρητήριο βαρυτικών κυμάτων του ιντερφερόμετρου λέιζερ ή το LIGO ανακοίνωσαν τη σύγκρουση δύο τεράστιων μαύρων οπών πάνω από ένα δισεκατομμύριο έτη φωτός μακριά.

Οποιοδήποτε μέγεθος μαύρης τρύπας μπορεί να συγκρουστεί. Απλές παλιές αστρικές μαύρες τρύπες μάζας ή υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες. Ίδια διαδικασία, σε εντελώς διαφορετική κλίμακα.

Ας ξεκινήσουμε με τις αστρικές μαζικές τρύπες. Αυτά, φυσικά, σχηματίζονται όταν ένα αστέρι με πολλές φορές τη μάζα του Ήλιου μας πεθαίνει σε μια σουπερνόβα. Όπως τα κανονικά αστέρια, αυτά τα τεράστια αστέρια μπορούν να βρίσκονται σε δυαδικά συστήματα.

Φανταστείτε ένα αστρικό νεφέλωμα όπου σχηματίζεται ένα ζευγάρι δυαδικών αστεριών. Αλλά σε αντίθεση με τον Ήλιο, καθένα από αυτά είναι τέρατα με πολλές φορές τη μάζα του Ήλιου, που εκπέμπει χιλιάδες φορές περισσότερη ενέργεια. Τα δύο αστέρια θα περιστρέφονται το ένα στο άλλο για λίγα εκατομμύρια χρόνια και στη συνέχεια θα εκραγεί ως σουπερνόβα. Τώρα θα έχετε ένα τεράστιο αστέρι σε τροχιά γύρω από μια μαύρη τρύπα. Και μετά το δεύτερο αστέρι εκρήγνυται και τώρα έχετε δύο μαύρες τρύπες σε τροχιά γύρω από το ένα το άλλο.

Καθώς οι μαύρες τρύπες φερμουάρ το ένα γύρω στο άλλο, εκπέμπουν κύματα βαρύτητας που προκαλούν την τροχιά τους να αποσυντεθεί. Αυτό είναι κάπως μυαλό. Οι μαύρες τρύπες μετατρέπουν την ορμή τους σε βαρυτικά κύματα.

Καθώς η γωνιακή ορμή τους μειώνεται, περιστρέφονται προς τα μέσα μέχρι να συγκρουστούν. Αυτό που πρέπει να είναι μια από τις πιο ενεργητικές εκρήξεις στο γνωστό Σύμπαν είναι εντελώς σκοτεινό και σιωπηλό, γιατί τίποτα δεν μπορεί να ξεφύγει από μια μαύρη τρύπα. Χωρίς ακτινοβολία, χωρίς φως, χωρίς σωματίδια, χωρίς κραυγές, τίποτα. Και αν συνδυάσετε δύο μαύρες τρύπες μαζί, θα πάρετε μια πιο μαζική μαύρη τρύπα.

Τα κύματα βαρύτητας κυμαίνονται από αυτήν τη σημαντική σύγκρουση σαν κύματα στον ωκεανό και είναι ανιχνεύσιμα σε περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο έτη φωτός.

Αυτό ακριβώς συνέβη νωρίτερα φέτος με την ανακοίνωση της LIGO. Αυτό το ευαίσθητο όργανο εντόπισε τα βαρυτικά κύματα που δημιουργήθηκαν όταν δύο μαύρες τρύπες με 30 ηλιακές μάζες συγκρούστηκαν περίπου 1,3 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.

Αυτό δεν ήταν ούτε ένα μοναδικό γεγονός, ανίχνευσαν άλλη σύγκρουση με δύο άλλες αστρικές μαζικές τρύπες.

Οι τακτικές αστρικές μαζικές τρύπες δεν είναι οι μόνες που μπορούν να συγκρουστούν. Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες μπορούν επίσης να συγκρουστούν.

Από όσα μπορούμε να πούμε, υπάρχει μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στην καρδιά σχεδόν κάθε γαλαξία στο Σύμπαν. Το ένα στο Γαλαξία μας είναι περισσότερο από 4,1 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου, και εκείνο στην καρδιά της Ανδρομέδας θεωρείται 110 έως 230 εκατομμύρια φορές το βάρος του Ήλιου.

Σε λίγα δισεκατομμύρια χρόνια, ο Γαλαξίας και η Ανδρομέδα θα συγκρούσουν και θα ξεκινήσουν τη διαδικασία συγχώνευσης. Εκτός αν η μαύρη τρύπα του Γαλαξία εκτοξευτεί στο βαθύ διάστημα, οι δύο μαύρες τρύπες θα καταλήξουν να περιστρέφονται σε τροχιά μεταξύ τους.

Ακριβώς με τις αστρικές μαζικές τρύπες, πρόκειται να εκπέμψουν γωνιακή ορμή με τη μορφή βαρυτικών κυμάτων, και να γίνουν πιο κοντά μεταξύ τους. Κάποια στιγμή, στο μακρινό μέλλον, οι δύο μαύρες τρύπες θα ενωθούν σε μια ακόμη πιο υπερμεγέθη μαύρη τρύπα.

Ο Γαλαξίας και η Ανδρομέδα θα ενωθούν στη Γαλακτομέδα, και για τα επόμενα δισεκατομμύρια χρόνια, θα συνεχίσουν να μαζεύουν νέους γαλαξίες, να εξάγουν τις μαύρες τρύπες τους και να τους μπερδεύουν στη συλλογική.

Οι μαύρες τρύπες μπορούν να συγκρούσουν απολύτως. Ο Αϊνστάιν προέβλεψε τα βαρυτικά κύματα που θα δημιουργούσε και τώρα η LIGO τα έχει παρατηρήσει για πρώτη φορά. Καθώς αναπτύσσονται καλύτερα εργαλεία, πρέπει να μάθουμε όλο και περισσότερα για αυτά τα ακραία γεγονότα.