Μπορεί να ακούγεται αλήθεια να λέμε ότι το Σύμπαν είναι γεμάτο μυστήρια. Αλλά είναι αλήθεια.
Επικεφαλής μεταξύ αυτών είναι πράγματα όπως το Dark Matter, το Dark Energy και φυσικά οι παλιοί μας φίλοι οι Black Holes. Οι Μαύρες τρύπες μπορεί να είναι οι πιο ενδιαφέρουσες από όλες, και η προσπάθεια να τις κατανοήσουμε –και να τις παρατηρήσουμε– συνεχίζεται.
Αυτή η προσπάθεια θα ενισχυθεί τον Απρίλιο, όταν το Event Horizon Telescope (EHT) επιχειρεί να συλλάβει την πρώτη μας εικόνα μιας Μαύρης Τρύπας και του ορίζοντα της εκδήλωσης. Ο στόχος του EHT δεν είναι άλλος από τον Τοξότη Α, τη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στο κέντρο του Γαλαξία μας. Αν και το EHT θα περάσει 10 ημέρες για τη συλλογή των δεδομένων, η πραγματική εικόνα δεν θα ολοκληρωθεί και θα είναι διαθέσιμη έως το 2018.
Το EHT δεν είναι ένα μόνο τηλεσκόπιο, αλλά ένας αριθμός ραδιο τηλεσκοπίων σε όλο τον κόσμο που συνδέονται μεταξύ τους. Το EHT περιλαμβάνει σούπερ-αστέρια του κόσμου της αστρονομίας, όπως το Atacama Large Millimeter Array (ALMA), καθώς και λιγότερο γνωστά πεδία όπως το τηλεσκόπιο South Pole (SPT.). Είναι δυνατόν να συνδέσετε όλα αυτά τα τηλεσκόπια μαζί, έτσι ώστε να λειτουργούν σαν ένα μεγάλο εύρος του μεγέθους της Γης.
Η συνδυασμένη ισχύς όλων αυτών των τηλεσκοπίων είναι απαραίτητη γιατί παρόλο που ο στόχος του EHT, ο Τοξότης Α, έχει πάνω από 4 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου μας, απέχει 26.000 έτη φωτός από τη Γη. Είναι επίσης περίπου 20 εκατομμύρια χλμ. Απέναντι. Τεράστιο αλλά μικρό.
Το EHT είναι εντυπωσιακό για διάφορους λόγους. Προκειμένου να λειτουργήσει, καθένα από τα συστατικά τηλεσκόπια βαθμονομείται με ένα ατομικό ρολόι. Αυτά τα ρολόγια διατηρούν χρόνο έως ακρίβεια περίπου ενός τρισεκατομμυρίου του δευτερολέπτου ανά δευτερόλεπτο. Η προσπάθεια απαιτεί έναν στρατό σκληρών δίσκων, που θα μεταφερθούν μέσω jet-liner στο Haystack Observatory στο MIT για επεξεργασία. Αυτή η επεξεργασία απαιτεί αυτό που ονομάζεται υπολογιστής πλέγματος, που είναι ένα είδος εικονικού υπερ-υπολογιστή που αποτελείται από 800 CPU.
Αλλά μόλις το EHT κάνει το δικό του, τι θα δούμε; Αυτό που θα μπορούσαμε να δούμε όταν παίρνουμε τελικά αυτή την εικόνα βασίζεται στο έργο τριών μεγάλων ονομάτων στη φυσική: Einstein, Schwarzschild και Hawking.
Καθώς το αέριο και η σκόνη πλησιάζουν τη μαύρη τρύπα, επιταχύνονται. Δεν επιταχύνουν μόνο λίγο, επιταχύνουν πολύ, και αυτό τους κάνει να εκπέμπουν ενέργεια, την οποία μπορούμε να δούμε. Αυτή θα ήταν η ημισέληνος του φωτός στην παραπάνω εικόνα. Η μαύρη σταγόνα θα ήταν μια σκιά πάνω από το φως από την ίδια την τρύπα.
Ο Αϊνστάιν δεν προέβλεψε ακριβώς την ύπαρξη των Μαύρων Τρύπων, αλλά η θεωρία του για τη γενική σχετικότητα το έκανε. Ήταν το έργο ενός από τους συγχρόνους του, του Karl Schwarzschild, που πραγματικά έκαμψε πώς μπορεί να λειτουργήσει μια μαύρη τρύπα. Γρήγορα προχωρήστε στη δεκαετία του 1970 και το έργο του Stephen Hawking, ο οποίος προέβλεψε αυτό που είναι γνωστό ως Hawking Radiation.
Συνολικά, οι τρεις μας δίνουν μια ιδέα για το τι μπορεί να δούμε όταν το EHT καταγράφει και επεξεργάζεται τελικά τα δεδομένα του.
Η γενική σχετικότητα του Αϊνστάιν προέβλεπε ότι τα εξαιρετικά τεράστια αστέρια θα παραμορφώσουν τον χωροχρόνο που ούτε καν φως θα μπορούσε να τα ξεφύγει. Το έργο του Schwarzschild βασίστηκε στις εξισώσεις του Αϊνστάιν και αποκάλυψε ότι οι μαύρες τρύπες θα έχουν ορίζοντες γεγονότων. Κανένα φως που εκπέμπεται από τον ορίζοντα του συμβάντος δεν μπορεί να φτάσει σε εξωτερικό παρατηρητή. Το Hawking Radiation είναι η θεωρητική ακτινοβολία μαύρου σώματος που προβλέπεται να απελευθερωθεί από μαύρες τρύπες.
Η δύναμη του EHT θα μας βοηθήσει να ξεκαθαρίσουμε την κατανόησή μας για τις μαύρες τρύπες. Αν δούμε τι πιστεύουμε ότι θα δούμε, επιβεβαιώνει τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν, μια θεωρία που έχει επιβεβαιωθεί παρατηρητικά ξανά και ξανά. Αν το EHT βλέπει κάτι άλλο, κάτι που δεν περιμέναμε καθόλου, αυτό σημαίνει ότι η Γενική Σχετικότητα του Αϊνστάιν το έκανε λάθος. Όχι μόνο αυτό, αλλά σημαίνει ότι δεν καταλαβαίνουμε πραγματικά τη βαρύτητα.
Στους κύκλους της φυσικής λένε ότι δεν είναι ποτέ έξυπνο να στοιχηματίζεις εναντίον του Αϊνστάιν. Έχει αποδειχθεί σωστά ξανά και ξανά. Για να μάθουμε αν είχε δίκιο ξανά, θα πρέπει να περιμένουμε μέχρι το 2018.
