Jako badane czarne dziury nigdy nie były tak jasne.
powiązana zawartość
- Dlaczego fizyk teoretyczny Sylvester James Gates nie widzi konfliktu między nauką a religią
Ale w latach siedemdziesiątych znany fizyk Stephen Hawking powiedział, że uznał ich za irytujących. Chociaż zaakceptował powszechną mądrość, że czarne dziury są całkowicie czarne, jego równania wykazały, że emitują one cząsteczki, emitując słaby blask, który nazywamy teraz promieniowaniem Hawkinga. „Dlatego włożyłem sporo wysiłku, aby pozbyć się tego zawstydzającego efektu” - powiedział. „Ale im dłużej o tym myślałem, tym bardziej nie chciał odejść.”
18 kwietnia, w Sanders Theatre na Uniwersytecie Harvarda, Hawking wygłosił wykład inaugurujący nową inicjatywę badawczą Black Hole, której główną siedzibą będzie uniwersytet we współpracy z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Wysiłek ten ma na celu zbadanie, jak zachowują się te istoty - i oszałamiającą tajemnicę tego, co dzieje się, gdy zapuszczasz się w nie.
Nowa inicjatywa, wyreżyserowana przez astrofizyka z Harvardu Avi Loeba, wykrzyknęła to, co było już całkiem dobrym stuleciem dla czarnych dziur. Nowa uwaga pojawiła się w lutym, kiedy Laserowe interferometryczne obserwatorium fal grawitacyjnych (LIGO) doniosło o pierwszym wykryciu fal grawitacyjnych, potwierdzając kluczową prognozę teorii względności Alberta Einsteina. Te zmarszczki w czasoprzestrzeni zostały wywołane odległym zderzeniem dwóch czarnych dziur, każda kilkadziesiąt razy cięższa od Słońca.
Ten sygnał był chyba najbardziej namacalnym dowodem na to, że takie dziwne obiekty naprawdę istnieją. Co więcej, pokazało, że poruszają się zgodnie z obliczeniami naukowców. „LIGO otworzyło nowe okno w naszym wszechświecie” - powiedział Hawking na Harvardzie. „Spodziewając się większej liczby wykrytych elementów, jestem podekscytowany możliwością nowych odkryć”.
„Jeśli czujesz, że jesteś w czarnej dziurze, nie poddawaj się. Istnieje wyjście ”- zażartował kosmolog Stephen Hawking po inauguracji nowej inicjatywy Harvarda-Smithsona. (SAO / CfA) Ale o ile czarne dziury przyciągają uwagę, a ich dziwne właściwości są teraz zaakceptowane przez fakty, historia Hawkinga odzwierciedla krętą ścieżkę, którą podążały te obiekty.
Wielu mówców przypomniało sobie, jak w 1915 r. Einstein po raz pierwszy przedstawił swoją teorię ogólnej teorii względności, opis rzeczywistości, w której czasoprzestrzeń osiada wokół masywnych obiektów. Niecały miesiąc po ostatnim wykładzie Einsteina na Akademii Berlińskiej astronom Karl Schwarzschild wymyślił pierwsze kompletne rozwiązanie równań Einsteina.
Ten triumf przyniósł niepokojący przypis: rozwiązanie sugerowało, że może istnieć mała kula przestrzeni, z której nic, nawet światło nie mogłoby uciec. Einstein, pod wrażeniem matematycznej pomysłowości Schwarzchilda, wątpił jednak, by coś takiego mogło być czymś więcej niż eksperymentem myślowym. Schwarzchild też tak uważał. To „wyraźnie nie miało fizycznego znaczenia”, napisał w artykule w czasopiśmie.
Dziś uznajemy, że te tak zwane „magiczne sfery” mogą istnieć. Wiemy na przykład, że każda szanująca się galaktyka ma jedną rdzeń. Ale ten sam wzorzec pojawia się wielokrotnie w historii czarnej dziury, opowiadanej również przez pisarkę naukową Marcię Bartusiak w jej książce Black Hole z 2015 roku. Kiedy fizycy podejmują się tego tematu, mają tendencję do wciągania się w drażliwe, nieoczekiwane problemy, które wymykają się łatwemu wyjaśnieniu.
Podobnie jak same czarne dziury, promieniowanie Hawkinga jest teraz akceptowane. Ale nawet dzisiaj jego główny wgląd, wyrażony równaniem, które odnosi powierzchnię czarnej dziury do informacji uwięzionych w środku, wciąż wywołuje kłopoty. „Czarne dziury są zgodne z bardzo eleganckim i prostym równaniem” - powiedział Andrew Strominger, fizyk, który współpracuje z Hawkingiem i dołączy do nowej inicjatywy. „Nie mamy pojęcia, co to znaczy. Jesteśmy tak głęboko zdezorientowani tym równaniem, jak Einstein w latach 30. XX wieku dotyczący rozwiązania Schwarzschilda. ”
Rozwiązanie tej zagadki w celu wyjaśnienia, w jaki sposób czarne dziury rejestrują szczegóły na temat połykanej przez nich materii, jest głównym celem inicjatywy Harvarda-Smithsona. Inne otwarte pytania obejmują pochodzenie masywnych czarnych dziur widzianych w odległym wszechświecie jako jasne kwazary oraz sposoby, w jakie gigantyczne czarne dziury kształtują galaktyki, które je krążą.
Loeb, dyrektor założyciel programu, uważa, że zebrał zespół z dużą szansą na znalezienie odpowiedzi - i nie jest ponad nim, gdy jest hype człowiekiem. Gdyby Narody Zjednoczone poprosiły go o przedstawienie listy ekspertów czarnej dziury na międzygwiezdny konkurs naukowy, zastanawiał się, kogo by wybrał?
„Szczerze mówiąc, najlepsi ludzie na mojej liście są w zespole, ” powiedział ze śmiechem. „Myślę, że dzięki temu zespołowi możemy pokonać każdego w Drodze Mlecznej, to na pewno. Nie wiem o wszechświecie w ogóle. ”
Po stuleciu, w którym czarne dziury przeszły od teoretycznych niedogodności do niekwestionowanych faktów, jego pozytywny język może odzwierciedlać zmianę nastawienia. Podczas gdy sprzeczności i zamieszanie czarnych dziur na początku „zawstydzonych” badaczy, takich jak Hawking, te same zawiłe problemy są obecnie poważnym pociągiem dla zespołów badawczych, takich jak LIGO i inicjatywa Loeba.
Wystąpienie Hawkinga zakończyło się podobną nutą optymizmu. „Przesłaniem tego wykładu jest to, że czarne dziury nie są tak czarne, jak są malowane”, powiedział. „Jeśli czujesz, że jesteś w czarnej dziurze, nie poddawaj się. Jest wyjście. ”
