Ένας αστροφυσικός για το τι αποκαλύπτει η εικόνα της μαύρης τρύπας
Η μεγάλη ειρωνεία των μαύρων τρυπών είναι ότι, σε όλες τις δεκαετίες που εμείς οι αστροφυσικοί έχουμε μιλήσει για αυτές, δεν είχαμε ποτέ καμία άμεση παρατήρηση για αυτές. Όταν οι αστρονόμοι είπαν ότι είχαν «βρεί μαύρες τρύπες» σε αυτήν ή εκείνη την τοποθεσία σε μια μακρινή τοποθεσία στο σύμπαν, αυτό σήμαινε πραγματικά ένα πολύ συμπαγές αντικείμενο - μια τεράστια συγκέντρωση μάζας, πολύ μεγαλύτερη από αυτή οποιουδήποτε συμβατικού αστέρα ή πλανήτη.
Την Τετάρτη όλα άλλαξαν. Το βασικό χαρακτηριστικό μιας μαύρης τρύπας, αυτό που την κάνει μαύρη και τρύπα, είναι η ύπαρξη ενός ορίζοντα γεγονότων—μια μονόδρομη μεμβράνη ή, αν θέλετε, ένα όριο στον χωροχρόνο. Εξαιτίας αυτού, οι μαύρες τρύπες καταβροχθίζουν τα πάντα, αλλά δεν επιτρέπουν σε καμία ύλη μέσα, ούτε καν στο φως, να διαφύγει. Το Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων (EHT) έχει τώρα προσφέρει με ακρίβεια αυτές τις αποδείξεις με τη μορφή σκιάς που αναγκαστικά ρίχνει η μαύρη τρύπα.
Αυστηρά μιλώντας, το σύστημα δεν έβλεπε έναν ορίζοντα γεγονότων, ο οποίος δεν μπορεί να φανεί εξ ορισμού. Επιπλέον, αν και ένας ορίζοντας γεγονότων συνεπάγεται απαραίτητα μια σκιά και μια σιλουέτα, το αντίστροφο δεν ισχύει. Ωστόσο, οι παρατηρήσεις εξακολουθούν να είναι τόσο ακριβείς που ό,τι ρίχνει τη σκιά πρέπει να είναι εξωτικό. Κανένα συνηθισμένο σώμα δεν θα μπορούσε να είναι τόσο μικρό και όμως τόσο σκοτεινό και τόσο ογκώδες. Μια μαύρη τρύπα είναι πλέον το πιο συντηρητικό συμπέρασμα. Εάν δεν είναι μια μαύρη τρύπα, μπορεί να είναι μια γυμνή ιδιομορφία, ένας τύπος αντικειμένου εξαιρετικά πυκνού που έχω μελετήσει, και που θα έκανε μια μαύρη τρύπα να φαίνεται μάλλον κοσμική.
Το EHT δεν είναι ένα τηλεσκόπιο με την κανονική έννοια της λέξης, αλλά στην πραγματικότητα είναι ένα δίκτυο πολλών από τα υπάρχοντα ραδιοτηλεσκόπια, διασκορπισμένα σε πολλές ηπείρους. Κάθε ένα από αυτά τα τηλεσκόπια λαμβάνει ραδιοκύματα από την κεντρική περιοχή του γαλαξία Messier 87. Τα δεδομένα από τα μεμονωμένα όργανα στη συνέχεια συγκεντρώνονται και επεξεργάζονται.
Αυτή τη στιγμή το σύστημα περιορίζεται στις μεγαλύτερες μαύρες τρύπες. Οι εικόνες που κάνουν τώρα τους γύρους είναι μιας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας, με μάζα 6,5 δισεκατομμυρίων Ήλιων, που βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία Messier 87. Το EHT επιδιώκει επίσης να παρατηρήσει τη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας, που είναι περίπου συγκρίσιμο. Η γωνία που μας παρουσιάζει ένα τέτοιο αντικείμενο στον ουρανό μειώνεται με τη μάζα. Προς το παρόν, οι μαύρες τρύπες σε μάζα ίσες με ένα αστέρι είναι απρόσιτες.
Πέρα από την επιβεβαίωση της ύπαρξης της μαύρης τρύπας, το EHT μας λέει ότι όλα τα χαρακτηριστικά της τρύπας ταιριάζουν με τις προβλέψεις της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν. Το αντικείμενο περιστρέφεται δεξιόστροφα. Μια μαύρη τρύπα, εκτός αν μια τρύπα στο τζιν σου, γυρίζει. Αυτή η περιστροφή οδηγεί τους πίδακες που εκτοξεύει η τρύπα από το περιβάλλον της στο βαθύ διάστημα. Είναι ενδιαφέρον ότι η εικόνα από το τηλεσκόπιο είναι ασύμμετρη, κάτι που μπορεί να είναι μια περαιτέρω ένδειξη για το σπιν και τη μάζα.
Σαφώς, όμως, είναι ακόμα πολύ νωρίς. Οι επιστήμονες και οι ηγέτες της ομάδας αναγνώρισαν εύκολα ότι η εικόνα ήταν κάπως θολή. Σχεδιάζουν να προσθέσουν περισσότερα τηλεσκόπια στο τρέχον δίκτυό τους με περίπου δέκα ραδιοτηλεσκόπια. Η δική μου ελπίδα είναι ότι μπορούμε να προχωρήσουμε πέρα από τη γενική σχετικότητα και να μετρήσουμε άμεσα τις κβαντικές ιδιότητες της βαρύτητας, που πιστεύουμε ότι μπορεί να είναι το κατώτατο επίπεδο της φυσικής πραγματικότητας. Πολλοί είπαν ότι ένας τέτοιος στόχος είναι απελπιστικά φιλόδοξος. Αλλά οι άνθρωποι συνήθιζαν να λένε το ίδιο και για τις μαύρες τρύπες.
Ο Pankaj S. Joshi είναι ένας αστροφυσικός που ειδικεύεται σε συμπαγή αντικείμενα όπως οι μαύρες τρύπες. Αυτή τη στιγμή είναι αντικαγκελάριος και ιδρυτικός διευθυντής του Διεθνούς Κέντρου Κοσμολογίας στο Πανεπιστήμιο Charusat στο Ανάντ της Ινδίας.
