Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΩΝ ΚΒΑΖΑΡ, ΤΩΝ ΡΑΔΙΟΓΑΛΑΞΙΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΕΝΕΡΓΩΝ ΓΑΛΑΞΙΑΚΩΝ ΠΥΡΗΝΩΝ

Posted on 26/09/2010

0


Έως δεκαετία του 1920 δεν είχε αποκαλυφθεί το μυστικό της αστρικής ενέργειας. Σήμερα μπορούμε να πούμε το ίδιο για την τεράστια ενέργεια που πηγάζει από τους κβάζαρ, τους ενεργούς πυρήνες γαλαξιών και τους ραδιογαλαξίες. Γενικά πιστεύουμε πως σε κάθε μια από αυτές τις περιπτώσεις η πηγή της ενέργειας σχετίζεται με την ισχυρή βαρυτική επίδραση ενός πολύ συμπαγούς αντικειμένου – στην ιδανική περίπτωση μιας μαύρης τρύπας. Παρότι η εξήγηση αυτή είναι πολύ δημοφιλής, ορισμένοι επιστήμονες παραμένουν επιφυλακτικοί και την αμφισβητούν.
Πρώτα απ’ όλα, η δυναμική γύρω από την κεντρική περιοχή δεν παρουσιάζει καμία ένδειξη που θα πρόδιδε κίνηση ύλης προς το κέντρο, όπως θα συνέβαινε αν υπήρχε εκεί μια μαύρη τρύπα, Αντίθετα, τα στοιχεία συνηγορούν υπέρ της εκτίναξης ύλης.
Αν στην κεντρική περιοχή δρούσε μια μαύρη τρύπα, η ακτίνα Schwarzschild θα καθοριζόταν από την μάζα της. Αν μια μαύρη τρύπα έχει μάζα ένα δισεκατομμύριο ηλιακές μάζες, η ακτίνα Schwarzschild θα ήταν ίση με τρία δισεκατομμύρια χιλιόμετρα. Ένας δίσκος προσαύξησης γύρω από αυτήν θα είχε ακτίνα περίπου χίλιες φορές μεγαλύτερη, δηλαδή ίση περίπου με το ένα τρίτο του έτους φωτός. Για να μπορέσουμε να δούμε έναν τέτοιο δίσκο, όταν η πηγή βρίσκεται για παράδειγμα σε απόσταση 30 εκατομμυρίων ετών φωτός, το τηλεσκόπιο θα πρέπει να διαθέτει διακριτική ικανότητα ίση περίπου με ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου του τόξου. Τέτοια υψηλή διακριτική ικανότητα απέχει πολύ από τις διακριτικές δυνατότητες των καλύτερων οπτικών τηλεσκοπίων, συμπεριλαμβανομένου του Διαστημικού Τηλεσκοπίου Hubble. Επομένως, όταν κάποιος ισχυρίζεται ότι παρατήρησε το δίσκο προσαύξησης, στην πραγματικότητα δεν αναφέρεται στον δίσκο προσαύξησης της μαύρης τρύπας, αλλά σε έναν πολύ μεγαλύτερο δίσκο ή δακτύλιο, ο οποίος ενδέχεται να περιβάλλει το κεντρικό αντικείμενο (κατά τον ίδιο τρόπο που ο πρωτοπλανητικός δίσκος περιβάλλει ένα άστρο). Επομένως, οι ενδείξεις ύπαρξης μιας κεντρικής μαύρης τρύπας είναι πολύ θεωρητικές, καθώς βασίζονται σε ανεπιβεβαίωτες υποθέσεις.
Όταν υπολογίζουμε την παραγωγή ενέργειας από τη μαύρη τρύπα και τη μετατροπή της ενέργειας αυτής σε ακτινοβολία, θεωρούμε ότι η εκάστοτε διαδικασία πργματοποιείται με τη μέγιστη απόδοσή της. Για παράδειγμα, πρέπει πρώτα να εκτιμήσουμε τη βαρυτική ενέργεια της μαύρης τρύπας, μέσω της οποίας αποκτούν ενέργεια τα σωματίδια τα οποία εκτινάσσονται και σχηματίζουν έναν καλά ευθυγραμμισμένο πίδακα. Κατόπιν, η κινητική ενέργεια αυτών των σωματιδίων θα πρέπει να μετατραπεί σε ραδιοκύματα και σε άλλες μορφές ακτινοβολίας. Δεν είμαστε βέβαιοι ότι όλες οι παραπάνω διαδικασίες πραγματοποιούνται με τη μέγιστη απόδοσή τους, αφού δεν τις συναντάμε σε άλλους τομείς της αστρονομίας. Αν η απόδοση των διαδικασιών είναι μικρότερη, θα πρέπει να αυξήσουμε τη μάζα της μαύρης τρύπας, οπότε το μοντέλο μας χάνει μέρος της αληθοφάνειάς του.
Τα αντικείμενα στα οποία παρατηρείται ταχεία μεταβολή της παραγωγής ενέργειας πρέπει να έχουν μικρές διαστάσεις. Αυτή η απαίτηση έρχεται σε αντίθεση με την παραπάνω ανάγκη για μεγαλύτερη μαύρη τρύπα (ώστε να επιτραπεί χαμηλότερη απόδοση των διαδικασιών).
Πράγματι, οι prima facie ενδείξεις υποδεικνύουν εκτίναξη ύλης από μια συμπαγή περιοχή, η οποία θα μπορούσε να φιλοξενεί μια μαύρη τρύπα. Υπάρχει η πιθανότητα ( η οποία όμως προϋποθέτει «νέα» φυσική) να δημιουργείται εδώ η ύλη που εκτινάσσεται.
Είναι δυνατόν να περιγράψουμε μαθηματικά τον τρόπο με τον οποίο μπορεί να συμβεί κάτι τέτοιο, χωρίς να παραβιάζεται ο νόμος διατήρησης της ύλης και της ενέργειας, αν θεωρήσουμε ότι στην περιοχή δρα μια νέα θεμελιώδης αλληλεπίδραση, με αρνητική ενέργεια και αρνητικές τάσεις. Η ίδια η βαρύτητα έχει τον χαρακτήρα μιας αλληλεπίδρασης αρνητικής ενέργειας. Μια τέτοια αλληλεπίδραση οδηγεί σε μια εκρηκτική δημιουργία και εκτίναξη ύλης από τη συμπαγή περιοχή. Η ιδέα αυτής της μικροέκρηξης συνδέεται με την Quasi steady state cosmology, QSSC.