Είναι ένα ερώτημα που απασχολεί την ανθρωπότητα από τότε που μάθαμε για τις μαύρες τρύπες λίγο περισσότερο από έναν αιώνα πριν: Πώς θα ήταν αν κανείς βυθιζόταν πέρα από το σημείο χωρίς επιστροφή;
Δεν έχουμε ακόμα απάντηση, αλλά μια νέα προσομοίωση υπερυπολογιστή είναι η καλύτερη εικασία που έχουμε, με βάση τα τρέχοντα δεδομένα.
«Οι άνθρωποι ρωτούν συχνά για αυτό και η προσομοίωση αυτών των δύσκολων στη φαντασία διαδικασιών με βοηθά να συνδέσω τα μαθηματικά της σχετικότητας με τις πραγματικές συνέπειες στο πραγματικό Σύμπαν», λέει ο αστροφυσικός Jeremy Schnittman του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA.
«Έτσι προσομοίωσα δύο διαφορετικά σενάρια, ένα όπου μια κάμερα – ένα stand-in για έναν τολμηρό αστροναύτη – απλώς χάνει τον ορίζοντα γεγονότων και τις σφεντόνες πίσω, και ένα όπου περνά τα όρια, σφραγίζοντας τη μοίρα της».
Οι μαύρες τρύπες σχηματισμένες από τους πυρήνες τεράστιων νεκρών αστεριών που καταρρέουν υπό τη δική τους βαρύτητα, είναι τόσο πυκνές που η ύλη τους συμπιέζεται σε ένα χώρο που είναι προς το παρόν απερίγραπτο για τη φυσική.
Ένα αποτέλεσμα αυτής της συμπίεσης, ωστόσο, είναι ένας ορίζοντας γεγονότων, ένα χονδρικά σφαιρικό όριο όπου η έλξη της βαρύτητας είναι τόσο ισχυρή που ούτε η ταχύτητα του φωτός δεν είναι επαρκής για να επιτευχθεί η ταχύτητα διαφυγής.
Αυτό σημαίνει ότι δεν έχουμε τρόπο να γνωρίζουμε τι είναι πέρα από έναν ορίζοντα γεγονότων. Το φως είναι το κύριο εργαλείο που χρησιμοποιούμε για να διερευνήσουμε το Σύμπαν. Αν δεν μπορούμε να δούμε φως από το εσωτερικό μιας μαύρης τρύπας , απλά… δεν μπορούμε να πούμε τι υπάρχει εκεί.
Ακόμη και θεωρητικά, αντιμετωπίζουμε παράδοξα όπου οι πληροφορίες διατηρούνται στον ορίζοντα γεγονότων από την οπτική γωνία ενός παρατηρητή και κλειδώνονται για πάντα από την οπτική γωνία ενός αντικειμένου που διασχίζει τα όρια.
«Οι μαύρες τρύπες αστρικής μάζας, οι οποίες περιέχουν έως και 30 ηλιακές μάζες, διαθέτουν πολύ μικρότερους ορίζοντες γεγονότων και ισχυρότερες παλιρροϊκές δυνάμεις, οι οποίες μπορούν να διασπάσουν τα αντικείμενα που πλησιάζουν πριν φτάσουν στον ορίζοντα».
Οι απίστευτες ανακαλύψεις των τελευταίων ετών μας έδωσαν πληθώρα δεδομένων για τον χώρο γύρω από τις μαύρες τρύπες. Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες M87* και Sagittarius A* , στα κέντρα των γαλαξιών M87 και του δικού μας, αντίστοιχα, ήταν το αντικείμενο εκπληκτικών εκστρατειών άμεσης απεικόνισης. Η ίδια η μαύρη τρύπα είναι ακόμα αόρατη, φυσικά, αλλά το φως που εκπέμπεται από τα κυλιόμενα, λαμπερά σύννεφα υλικού γύρω από κάθε μαύρη τρύπα μας έχουν δώσει μια άνευ προηγουμένου εικόνα του βαρυτικού περιβάλλοντος.
Ο Schnittman, ο οποίος έχει δημιουργήσει πολλές προσομοιώσεις μαύρης τρύπας για τη NASA , στήριξε τη νέα του σε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα πολύ παρόμοια με τον Τοξότη Α*. Ξεκίνησε με μια μαύρη τρύπα με μάζα που ισοδυναμεί με περίπου 4,3 εκατομμύρια Ήλιους και, μαζί με τον επιστήμονα δεδομένων Brian Powell, επίσης από τον Goddard, τροφοδότησε τα δεδομένα τους στον υπερυπολογιστή Discover της NASA.
Μετά από πέντε ημέρες λειτουργίας, το πρόγραμμα είχε δημιουργήσει 10 terabytes δεδομένων, τα οποία οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν για να δημιουργήσουν πολλά βίντεο με το πώς θα μπορούσε να είναι η πτώση σε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Σε ένα τυπικό φορητό υπολογιστή, αυτό θα χρειαζόταν 10 χρόνια.
Η προσομοιωμένη κάμερα ξεκινά περίπου 640 εκατομμύρια χιλιόμετρα (400 εκατομμύρια μίλια) από τη μαύρη τρύπα και κινείται προς τα μέσα. Καθώς πλησιάζει, ο δίσκος υλικού γύρω από τη μαύρη τρύπα και μια εσωτερική δομή γνωστή ως δακτύλιος φωτονίων γίνονται πιο καθαροί.
Αυτά τα στοιχεία, και ο χωροχρόνος, παραμορφώνονται περισσότερο όσο πλησιάζει η κάμερα. Τέλος, η πτήση εκτελεί σχεδόν δύο τροχιές της μαύρης τρύπας πριν βουτήξει πέρα από τον ορίζοντα γεγονότων.
Στην άλλη έκδοση, η κάμερα στρίβει κοντά στη μαύρη τρύπα, πριν ξεφύγει από τη βαρυτική έλξη και πετάξει μακριά.
Θα ήταν ωραίο να σκεφτούμε ότι, κάποια στιγμή, μπορεί να μάθουμε περισσότερα για το περιβάλλον πέρα από τον ορίζοντα γεγονότων.
photo: pixabay
