Τρίτο βραβείο Νόμπελ σε Έλληνα; Η μεγαλύτερη ανακάλυψη του 2019 στην αστροφυσική

Posted on 04/10/2020

0


Εν αναμονή του βραβείου Νόμπελ φυσικής που θα ανακοινωθεί την Τρίτη, ο επίτιμος διευθυντής του Ευγενιδείου Πλανηταρίου Διονύσης Σιμόπουλος εκτιμά πως ο Έλληνας καθηγητής αστροφυσικής Δημήτρης Ψάλτηs ίσως γίνει ο τρίτος στην ιστορία της χώρας που θα κερδίσει το περίοπτο βραβείο.

… παρόμοια πρόβλεψη για τον Δημήτρη Ψάλτη και το Event Horizon Telescope (EHT) γίνεται και ΕΔΩ:insidescience.org. Πιθανοί υποψήφιοι για το Νόμπελ Φυσικής 2020 θεωρούνται επίσης και οι John Perdew και Lu Jeu Sham, φυσικοί της φυσικής στερεάς κατάστασης, γνωστοί για τις συνεισφορές τους στη Θεωρία συναρτησιοειδούς πυκνότητας (DFT=Density Functional Theory) κ.α
και οι  Alain Aspect, John Clauser και Anton Zeilinge για την πειραματική τους συνεισφορά στην κβαντική φυσική.

Ο καθηγητής αστροφυσικής του Πανεπιστημίου της Αριζόνα Δημήτρης Ψάλτης

Την ερχόμενη Τρίτη το μεσημέρι, η Σουηδική Βασιλική Ακαδημία Επιστημών θα ανακοινώσει τα ονόματα των επιστημόνων που θα λάβουν φέτος το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής του 2020 «και ίσως εφέτος να είναι η χρονιά κατά την οποία ένας ακόμη δικός μας άνθρωπος να είναι αυτός που θα παραλάβει το τρίτο Βραβείο Νόμπελ μετά από τους Γιώργο Σεφέρη (1963) και Οδυσσέα Ελύτη (1979), αλλά αυτή τη φορά δεν θα είναι βραβείο λογοτεχνίας αλλά βραβείο Φυσικής», γράφει ο κ. Σιμόπουλος. Ο κ. Σιμόπουλος αναφέρεται φυσικά στον καθηγητή αστροφυσικής του Πανεπιστημίου της Αριζόνα Δημήτρη Ψάλτη και την μεγαλύτερη ανακάλυψη του 2019, την φωτογράφηση δηλαδή της «σκιάς» μιας Μαύρης Τρύπας στον πυρήνα του γιγάντιου ελλειπτικού γαλαξία Μ87.

Η καταπληκτική φωτογράφηση έγινε πραγματικότητα από την συνδυασμένη λειτουργία ραδιοτηλεσκοπίων σε οκτώ διαφορετικές περιοχές της Γης, την Ανταρκτική, τη Χιλή, το Μεξικό, τη Χαβάη, την Αριζόνα και την Ισπανία τα οποία είχαν συνδεθεί συμβολομετρικά μεταξύ τους δημιουργώντας έτσι ένα τηλεσκόπιο με το μέγεθος του πλανήτη μας. Ευθύς εξ αρχής οι 347 ερευνητές της κοινοπραξίας των 60 πανεπιστημίων και ερευνητικών εργαστηρίων από 20 διαφορετικές χώρες είχαν αποφασίσει να εντοπίσουν τις παρατηρήσεις τους σε δύο γιγάντιες μαύρες τρύπες. Η μία πολύ πλησιέστερα σ’ εμάς, σε απόσταση 26.000 ετών φωτός στο κέντρο του Γαλαξία μας, και η άλλη πολύ πιο μακριά σε απόσταση 55 εκατομμυρίων ετών φωτός, αλλά πολύ πιο μεγάλη. Η γιγάντια πάντως μαύρη τρύπα του M87 έχει 6,5 δισεκατομμύρια φορές την μάζα του Ήλιου μας και διάμετρο που φτάνει τα 100 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα, 22 δηλαδή φορές την απόσταση του πλανήτη Ποσειδώνα από τον Ήλιο, όταν σε σύγκριση η μάζα της μαύρης τρύπας του Γαλαξία μας δεν υπερβαίνει την μάζα τεσσάρων εκατομμυρίων άστρων σαν τον Ήλιο. Γι’ αυτό δόθηκε προτεραιότητα στην ανάλυση των δεδομένων από τον Μ87 κι όχι από τον δικό μας. Κάποια στιγμή θα γίνει και η ανάλυση των δεδομένων από την μαύρη τρύπα και του δικού μας Γαλαξία και θα μπορέσουμε τότε να δούμε πως μοιάζει και το «θηρίο» του δικού μας γαλαξιακού κέντρου.

«Η καταπληκτική αυτή φωτογράφηση αποτύπωσε τα όρια του «ορίζοντα γεγονότων» μιας Μαύρης Τρύπας, ενός αντικειμένου από το οποίο τίποτα δεν μπορεί να δραπετεύσει, ούτε κι αυτό ακόμη το φως. Ό,τι ήταν κάποτε άστρα, πλανήτες και νεφελώματα, βρίσκονται τώρα συμπιεσμένα σ’ έναν απεριόριστα μικροσκοπικό και υπέρπυκνο χώρο στο εσωτερικό του οποίου οι νόμοι της φυσικής καταρρέουν.
Και παρ’ όλο που η Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν είχε προβλέψει την ύπαρξή τους από τις αρχές του 20ου αιώνα, εν τούτοις μόλις πρόσφατα μας δόθηκε η ευκαιρία να ανακαλύψουμε μερικές από τις απαντήσεις στα ερωτηματικά που έχουμε γι’ αυτές. Γιατί ελάχιστα αντικείμενα στο Σύμπαν μπορούν να προκαλέσουν το δέος που προκαλεί μια μαύρη τρύπα.»

Η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν υπονοεί ότι στο Σύμπαν θα μπορούσε να υπάρξει και κάποιο αντικείμενο με υλικά τόσο πολύ συμπιεσμένα, ώστε η δύναμη της βαρύτητας του να παραμορφώσει το χωρόχρονο γύρω του σε αφάνταστο βαθμό και μέχρις ότου αυτό τούτο το αντικείμενο, «ανοίγοντας» μια «τρύπα» στη δομή του σύμπαντος, «χαθεί» για πάντα απ’ αυτό. Οτιδήποτε δηλαδή και αν «πέσει» μέσα σε μια μαύρη τρύπα «χάνεται» από το σύμπαν, γιατί η βαρύτητά της είναι τόσο μεγάλη ώστε ούτε και αυτό ακόμη το φως να μην μπορεί να διαφύγει από την ελκτική της δύναμη.

Μια «μαύρη τρύπα» λοιπόν είναι ένα «άστρο» που έχει καταρρεύσει σ’ ένα απειροελάχιστα μικροσκοπικό μέγεθος, αφήνοντας πίσω του την ένταση μόνο της βαρύτητάς του.
Μ’ αυτή λοιπόν την έννοια μπορούμε να μιλάμε για «μαύρες τρύπες» στο διάστημα.
Γι’ αυτό άλλωστε δεν είναι καθόλου παράξενο που μια μαύρη τρύπα αντιμετωπίζεται σήμερα ως ένα πραγματικά αδιανόητο ουράνιο αντικείμενο, όπου οι νόμοι της φυσικής έχουν «σηκώσει τα χέρια ψηλά», αδυνατώντας να προβλέψουν το τι συμβαίνει στο εσωτερικό του. Η φωτογράφηση όμως του «ορίζοντα γεγονότων» μιας Μαύρης Τρύπας μας οδηγεί να δώσουμε απαντήσεις και σε ερωτήματα όπως είναι, για παράδειγμα, για το τι θα συνέβαινε εάν ταξιδεύαμε κοντά σε μια μαύρη τρύπα!

Η Γενική Θεωρία της Σχετικότητας μας περιγράφει μια πραγματικά ενδιαφέρουσα εμπειρία αφού αν πλησιάζαμε μια μαύρη τρύπα μ’ ένα διαστημόπλοιο, η ισχυρότατη δύναμη της βαρύτητάς της θα το υποχρέωνε να τεντωθεί σαν λάστιχο, και κάθε άτομο του και όλων όσων θα βρίσκονταν στο εσωτερικό του, θα παραμορφώνονταν τρομαχτικά. Αν στέλναμε κάποιο φανάρι, θα παρατηρούσαμε ότι το φως του ελαττώνεται όλο και πιο πολύ καθώς αυτό πλησίαζε τον ορίζοντα γεγονότων της μαύρης τρύπας.

Τα φωτεινά δηλαδή κύματα χάνουν τόση πολλή ενέργεια στην προσπάθειά τους να σκαρφαλώσουν μακριά από την βαρύτητα της τρύπας ώστε έχουμε σαν αποτέλεσμα το αδυνάτισμα της φωτεινής τους έντασης. Το φως από ένα φανάρι που θα έφτανε ακριβώς στην επιφάνεια του ορίζοντα, δεν μπορεί να φτάσει ποτέ μέχρι τα μάτια μας. Αν πάλι στέλναμε ένα ρολόι, τότε θα παρατηρούσαμε ότι καθώς αυτό πλησίαζε την μαύρη τρύπα ο χρόνος θα έτρεχε όλο και πιο αργά. Φυσικά, τα πάντα είναι σχετικά. Αν δηλαδή με κάποιο τρόπο αφήναμε το διαστημόπλοιο και πλησιάζαμε την μαύρη τρύπα, δεν θα αισθανόμασταν καμιά αλλαγή στον χρόνο.
Γιατί το ρολόι που θα είχαμε μαζί μας θα έδειχνε ότι για μας ο χρόνος τρέχει κανονικά. Αντίθετα αν μπορούσαμε να διακρίνουμε τους δείχτες του ρολογιού που αφήσαμε στο διαστημόπλοιό μας, θα τους βλέπαμε να τρέχουν με τεράστιες ταχύτητες. Από τα πρόθυρα της μαύρης τρύπας ο χρόνος στο διαστημόπλοιο, καθώς και σε οποιοδήποτε άλλο σημείο του σύμπαντος, θα έτρεχε με απίστευτη ταχύτητα.

Αυτή η «παραμόρφωση» του χρόνου μας λέει ότι, αν με κάποιον τρόπο μπορούσαμε να ξεφύγουμε από την ελκτική δύναμη της μαύρης τρύπας και επιστρέφαμε και πάλι στο διαστημόπλοιό μας, θα βρισκόμασταν στο μέλλον. Συμβαίνει δηλαδή και στον χρόνο το ίδιο που συμβαίνει και στον χώρο, γιατί η παρουσία της μαύρης τρύπας δημιουργεί όχι μόνο χώρο-παραμόρφωση αλλά και χρόνο-παραμόρφωση.
Κι όταν τελικά το ρολόι θα φτάσει στον ορίζοντα γεγονότων, ο χρόνος γι’ αυτό θα σταματήσει τελείως. Μ’ αυτή την έννοια δηλαδή ο μαύρες τρύπες μπορεί να θεωρηθούν και σαν ένα είδος «μηχανών του χρόνου»! Μηχανές του χρόνου όμως που μπορούν να μας μεταφέρουν μόνο προς το μέλλον.
Ίσως πάλι οι μαύρες τρύπες να μην λειτουργούν απλά και μόνο σαν χρόνο-μηχανές, ούτε όμως και σαν τρύπες, αλλά να είναι ένα είδος χωροχρονικής σήραγγας που θα μας μετέφερε σε κάποιο άλλο σημείο του δικού μας ή κάποιου άλλου σύμπαντος. Μερικοί αστροφυσικοί υποστηρίζουν ότι οι εξισώσεις του Αϊνστάιν δεν αποκλείουν κάτι τέτοιο. Αντιμετωπίζουμε έτσι ένα από τα βασικά ερωτήματα που αφορούν την τύχη των υλικών που εισχωρούν στην μαύρη τρύπα: που πηγαίνουν, δηλαδή τα υλικά αυτά; Αφού η βαρυτική δύναμη της μαύρης τρύπας εμποδίζει σε οποιαδήποτε πληροφορία να διαφύγει απ’ αυτήν, δεν υπάρχει τρόπος να γνωρίζουμε τον μελλοντικό τους πραγματικό δρόμο. Το γεγονός όμως αυτό δεν εμποδίζει τους θεωρητικούς φυσικούς από του να κάνουν τις δικές τους μαθηματικές υποθέσεις.

To μέγεθος του ηλιακού μας συστήματος σε σύγκριση με την τερατώδη μαύρη τρύπα στον γαλαξία M87

Ποιος είναι ο Δ. Ψάλτης

Ο Δημήτρης Ψάλτης είναι καθηγητής Αστρονομίας και Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, με την έρευνά του να επικεντρώνεται στη δοκιμή της θεωρίας της σχετικότητας σε κοσμική κλίμακα. Εργάζεται επίσης σε διάφορες πτυχές της φυσικής και της αστροφυσικής των αστέρων νετρονίου και των μαύρων τρυπών, ενώ το 2019 έπαιξε σημαντικό ρόλο για την πρώτη φωτογραφία μαύρης τρύπας στην ανθρώπινη ιστορία. Ακόμα, σχεδιάζει και αναπτύσσει υπολογιστικά εργαλεία, καινοτόμα και υψηλών επιδόσεων, με τα οποία οι επιστήμονες μελετούν διάφορα ζητήματα της φυσικής και της αστροφυσικής των Μαύρων Τρυπών και άλλων διαστημικών σωμάτων.

Αγάπησε το διάβασμα, ονειρεύτηκε να σπουδάσει στις ΗΠΑ

Γεννήθηκε στις Σέρρες την 1η Ιουνίου 1970 και από πολύ νεαρή ηλικία γνώριζε τον επαγγελματικό του προορισμό. Όταν ο πατέρας εκείνου και της αδελφής του, δάσκαλος, θέλησε να τον κάνει να αγαπήσει το διάβασμα, του αγόρασε βιβλία σχετικά με τις επιστήμες, τα οποία ο οχτάχρονος Δημήτρης λάτρεψε. Διαβάζοντας για πυραύλους και Φυσική, αποφάσισε πως θα πήγαινε να σπουδάσει στις ΗΠΑ. Τα περισσότερα γυμνασιακά και λυκειακά του χρόνια τα πέρασε δουλεύοντας ως προγραμματιστής μερικής απασχόλησης σε μια εταιρεία πληροφορικής, αλλά κατά τη διάρκεια του τελευταίου έτους του Λυκείου συνειδητοποίησε ότι δεν ήθελε να δώσει άλλο χρόνο εντοπίζοντας σφάλματα σε κώδικες ηλεκτρονικών υπολογιστών ή διαβάζοντας για αρχαίους Έλληνες.

Έτσι αποφάσισε να σπουδάσει Φυσική στο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Δύο μήνες μετά την αποφοίτησή του από το γυμνάσιο, προσλήφθηκε από μια εταιρεία πληροφορικής για την ανάπτυξη λογισμικού για τη διδασκαλία της Αρχαίας Ελληνικής σε ιδιωτικά και δημόσια σχολεία. Το φθινόπωρο του 1988, άρχισε να παρακολουθεί μαθήματα στο Τμήμα Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης και σύντομα άρχισε να αναζητά το ερευνητικό του έργο. Ποτέ δε σκέφτηκε να εργαστεί για την πυρηνική ή σωματιδιακή φυσική, φοβούμενος ότι το έργο του θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη πυρηνικών όπλων. Ένα βαρετό πρόγραμμα ενός εξαμήνου στη φυσική στερεάς κατάστασης, σύμφωνα με τα λεγόμενά του, ήταν αρκετό για να τον οδηγήσει όσο το δυνατόν μακρύτερα κι από αυτόν τον τομέα. Η έρευνα στην Αστρονομία ήταν ο μόνος προφανής δρόμος για αυτόν και πέρασε τα τελευταία 3 χρόνια του στο κολέγιο, όπου ασχολήθηκε με διάφορα προβλήματα Αστρονομίας στο Παρατηρητήριο του Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης καθώς και στο Αστρονομικό Ινστιτούτο του Πανεπιστημίου του Άμστερνταμ -μέσω του προγράμματος Erasmus- και στο Max-Planck Institute fuer Radioastronomie στη Βόννη.

Αποφοίτησε τον Ιούλιο του 1992, και ξεκίνησε τις μεταπτυχιακές του σπουδές στο Τμήμα Αστρονομίας του Πανεπιστημίου του Illinois στην Urbana-Champaign. Αφού πέρασε έναν χρόνο προσπαθώντας να επιλύσει προβλήματα που δεν μπορούσαν να επιλυθούν, άρχισε να δουλεύει πάνω στη διδακτορική του διατριβή, κυρίως κάνοντας εντοπισμό σφαλμάτων στον ακτινοβολιακό κωδικό μεταφοράς και δουλεύοντας πάνω σε μία εργασία, που τελικά θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για πυρηνικά όπλα -αν και ήλπιζε πως δε θα γινόταν. Ένα διοικητικό σφάλμα τον ανάγκασε να απορρίψει μια μεταδιδακτορική υποτροφία της Marie Curie από την Ευρωπαϊκή Ένωση, που θα πραγματοποιούνταν στο Πανεπιστήμιο του Άμστερνταμ, και έμεινε στις Η.Π.Α.

Το 1997, μετακόμισε στο Κέντρο Χάρβαρντ-Σμιθσόνιαν για την Αστροφυσική, ως μεταδιδακτορικός συνεργάτης του Smithsonian. Αγαπούσε την ανατολική ακτή τόσο πολύ που, παρόλο που είχε ήδη αποδεχτεί θέση καθηγητή στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, αποφάσισε να παραμείνει για ένα επιπλέον έτος στο Cambridge της Μασαχουσέτης ως μεταδιδακτορικός ερευνητής στο MIT και για δύο χρόνια ως μακροχρόνιο μέλος στο Ινστιτούτο Προηγμένων Μελετών, στο Princeton του Νιου Τζέρσεϊ. Τον Ιανουάριο του 2003, ξεκίνησε ως καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα.

Τώρα είναι επικεφαλής μιας ομάδας 36 ερευνητών στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνας, η οποία απαρτίζεται από 8 μέλη του επιστημονικού προσωπικού (καθηγητές), 8 μεταπτυχιακούς και 13 προπτυχιακούς φοιτητές, συν 7 τεχνικούς τηλεσκοπίων. Εκείνος και οι περισσότεροι από τους συναδέλφους του έλαβαν ένα κονδύλι περίπου 7,2 εκατ. δολαρίων για την έρευνά τους, με χρηματοδότη έναν διεθνή οργανισμό. Έγινε Υπεύθυνος του Event Horizon Telescope από τα πρώτα στάδιά του, ενώ με την ερευνητική ομάδα του στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα πρωτοστάτησε στην ανάπτυξη δοκιμών της Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας -για πρώτη φορά στην αστροφυσική κλίμακα- που το τηλεσκόπιο ΕΗΤ πραγματοποιεί.
Στο γενικότερο πλαίσιο της αποτύπωσης των Μαύρων Τρυπών, η ομάδα Ψάλτη ήταν υπεύθυνη για τον συντονισμό των δεδομένων δύο από τα 8 τηλεσκόπια του προγράμματος, το Submillimeter Telescope (SMT) στο όρος Γκράχαμ της Αριζόνας, το οποίο ήταν και το μόνο επί βορειοαμερικανικού εδάφους και το Τηλεσκόπιο Νοτίου Πόλου (SPT) στην Ανταρκτική.

Υπό την καθοδήγηση του Ψάλτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν υπερ-υπολογιστές, με τους κορυφαίους επεξεργαστές γραφικών της Nvidia, χάρη στους οποίους κατέστη δυνατή η σύνθεση της φωτογραφίας που ανακοινώθηκε την Τετάρτη 10 Απριλίου 2019, σε όλη την υφήλιο, και τράβηξαν την πρώτη φωτογραφία μαύρης τρύπας της ανθρωπότητας. Αμέσως μετά την ιστορική ανακοίνωση, ο ελληνικής καταγωγής αστροφυσικός προσπαθώντας να απλοποιήσει όσο είναι δυνατόν το αντικείμενό του, δήλωσε «Πριν από δέκα χρόνια η φωτογραφία της Μαύρης Τρύπας και της σκιάς της απλώς δεν ήταν δυνατόν να ληφθεί. Διότι, παρόλο που πρόκειται για ένα φαινόμενο που εξελίσσεται σε μια έκταση όση και ολόκληρου του ηλιακού μας συστήματος, η τεράστια απόσταση που χωρίζει τη Γη από τη συγκεκριμένη Μαύρη Τρύπα (Messier 87 ή Μ87) μετατρέπει την αχανή της διάμετρο σε κάτι που φαίνεται σαν ένα ντόνατ στη επιφάνεια της Σελήνης. Εκτός από το ΕΗΤ, είναι μέλος στις επιστημονικές ομάδες των αποστολών LOFT του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) και του NICER της NASA και εκτελεί χρέη προέδρου στο Πρόγραμμα Θεωρητικής Αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, του διεπιστημονικού προγράμματος που διευκολύνει τη θεωρητική έρευνα αστροφυσικής μεταξύ καθηγητών, προσωπικού και φοιτητών σε τρία τμήματα (Αστρονομία, Φυσική, Σεληνιακό & Πλανητικό Εργαστήριο) στο Πανεπιστήμιο. Ο φυσικός με την πολύ μεγάλη αγάπη και αφοσίωση για τη δουλειά του και πάρα πολλές φιλοδοξίες από μικρός έχει βραβευτεί και από το Ίδρυμα Μποδοσάκη, το 2005, το οποίο βραβεύει Έλληνες πρωταγωνιστές της επιστήμης.

Τρεις είναι οι πιθανότητες που διερευνώνται, με πρώτη και καλύτερη τον απλό «αφανισμό» των υλικών στην ιδιόμορφη καρδιά της μαύρης τρύπας. Οι μαύρες τρύπες θα μπορούσαν επίσης να σχηματίζουν παράξενες κοσμικές σήραγγες (μερικοί τις ονομάζουν «σκουληκότρυπες») που ίσως να οδηγούν σε κάποιο άλλο άγνωστο σύμπαν, με το οποίο δεν υπάρχει καμιά άλλη επικοινωνία ούτε και τρόπος επιστροφής. Η τρίτη πιθανότητα, και ίσως η πιο ενδιαφέρουσα απ’ όλες, προτείνει την συνένωση μιας μαύρης τρύπας με άλλα σημεία του δικού μας σύμπαντος. Σημεία δηλαδή που απέχουν μεταξύ τους όχι μόνο στον χώρο αλλά και στον χρόνο. Πολλοί μάλιστα παρομοιάζουν τις ουράνιες αυτές σκουληκότρυπες με την προσφιλή «εφεύρεση» των συγγραφέων επιστημονικής φαντασίας που έχουν βαφτίσει «υπερδιάστημα», μια έννοια η οποία, παρ’ όλο που δεν υπάρχει στη φύση, επιτρέπει στους ήρωες των διαστημικών μυθιστορημάτων να μετακινούνται από άστρο σε άστρο σχεδόν στιγμιαία. Στο εσωτερικό μιας Μαύρης Τρύπας όμως υπάρχει τόσο μεγάλη βιαιότητα ώστε η δημιουργία μιας σκουληκότρυπας είναι αδύνατη, και πόσο μάλλον για να μπορέσουμε να την διασχίσουμε.

«Όλα αυτά δεν είναι παρά η προσωποποίηση της άκρατης καταστροφικής μανίας της Φύσης σε κλίμακα που μας είναι αδιανόητη. Ή μήπως όχι, αφού στην πραγματικότητα δεν πρόκειται παρά για την απλή διεκπεραίωση των φαινομένων ενός ανήσυχου Σύμπαντος. Οπότε, αφού ο χρόνος και ο χώρος είναι έννοιες που δεν έχουν καμιά υπόσταση στο εσωτερικό μιας μαύρης τρύπας, υπάρχει πιθανότητα κάποτε στο μέλλον, και με την κατάλληλη τεχνολογία, να γίνουν οι μαύρες τρύπες το κλειδί των μελλοντικών μας μετακινήσεων στην προσπάθειά μας να εξερευνήσουμε ολάκερο το Σύμπαν. Αρκεί, βέβαια, η μαύρη τρύπα που θα διαλέξουμε για ένα τέτοιο ταξίδι, να είναι αρκετά μεγάλη, μια και οι τελευταίες θεωρητικές έρευνες μας πληροφορούν ότι στο Σύμπαν υπάρχουν μαύρες τρύπες σε όλα τα μεγέθη.»
«Κάποια στιγμή θα γίνει και η ανάλυση των δεδομένων από την μαύρη τρύπα και του δικού μας Γαλαξία. »Ίσως μάλιστα η φωτογραφία αυτή να δοθεί στην δημοσιότητα πολύ νωρίτερα απ’ ότι υπολογίζουμε. Κι έτσι οι μελέτες που θα γίνουν στα επόμενα μερικά χρόνια με βάση τέτοιου είδους φωτογραφίες ίσως να μας βοηθήσουν να κάνουμε πραγματικότητα το όνειρο του Αϊνστάιν για την ενοποίηση των τεσσάρων θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων. Προς το παρόν, πάντως, το σίγουρο είναι ότι οι μελέτες που έγιναν στη Μαύρη Τρύπα του Μ87 επιβεβαιώνουν την Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν κατά 500 φορές πιο πολύ σε σχέση με άλλα τεστ που έχουν γίνει στο ηλιακό μας σύστημα» καταλήγει ο κ. Σιμόπουλος.

Πηγή: https://www.lifo.gr/now/tech_science/298214/simopoylos-trito-vraveio-nompel-se-ellina-i-megalyteri-anakalypsi-toy-2019-stin-astrofysiki

(νεώτερη ενημέρωση 5/10/2020)
Διονύσης Σιμόπουλος (facebook): Σε προηγούμενη ανάρτησή μου ανέφερα ότι κατά την γνώμη μου ο πιθανότερος υποψήφιος για το φετινό βραβείο Νόμπελ Φυσικής είναι η φωτογραφία της Μαύρης Τρύπας στον πυρήνα του γαλαξία Μ87 που παρουσιάστηκε στις 10 Απριλίου 2019 και έγινε πραγματικότητα από την συνδυασμένη λειτουργία ραδιοτηλεσκοπίων σε οκτώ διαφορετικές περιοχές της Γης: την Ανταρκτική, τη Χιλή, το Μεξικό, τη Χαβάη, την Αριζόνα και την Ισπανία και τα οποία είχαν συνδεθεί συμβολομετρικά μεταξύ τους δημιουργώντας έτσι ένα τηλεσκόπιο με το μέγεθος του πλανήτη μας.
Επειδή, όμως, το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής δεν απονέμεται σε περισσότερα από τρία άτομα είναι ιδιαίτερα δύσκολο να ξεχωρίσει κάποιος τρεις από ένα σύνολο 350 ερευνητών που θα επιλέξουν τα μέλη της Σουηδικής Βασιλικής Ακαδημίας Επιστημών. Γι’ αυτό ίσως να “αναγκαστεί” και η Ακαδημία να μην επιλέξει τελικά να βραβεύσει την φωτογραφία της Μαύρης Τρύπας.

Εάν, όμως, παρ’ όλα αυτά επιλεγεί τελικά η φωτογράφηση της Μαύρης Τρύπας η δική μου προσωπική εκτίμηση είναι ότι ένας από τους τρεις παραλήπτες θα είναι και ο καθηγητής Δημήτρης Ψάλτης του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, τον οποίο ανέφερα στην προηγούμενη ανάρτησή μου, και o οποίος είχε τον τίτλο του project scientist στο Event Horizon Telescope (ΕΗΤ). Μεγάλη πιθανότητα να βρίσκεται στην τριάδα έχει και η Katie Bouman, μια νεαρή 30-χρονη αναπληρώτρια καθηγήτρια Πληροφορικής στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνια (Cal Τech) η οποία δημιούργησε τον αλγόριθμο που επέτρεψε στους αστροφυσικούς να καταγράψουν την εικόνα της Μαύρης Τρύπας.

Ένας τρίτος υποψήφιος μπορεί να είναι και ο Ολλανδός καθηγητής Heino Falcke, Πρόεδρος του Επιστημονικού Συμβουλίου του ΕΗΤ. Πιθανότητες φυσικά έχει και ο project director του ΕΗΤ Sheperd S. Doeleman από το Αστροφυσικό Κέντρο Σμιθσόνιαν του Harvard, καθώς και καμιά δεκαριά ακόμη ερευνητές!!!
Σε μερικές όμως ώρες θα ξέρουμε επακριβώς! Στο μεταξύ όμως ας δούμε μερικά ακόμη στοιχεία για τις Μαύρες Τρύπες.
Όπως είπαμε ήδη στα γιγάντια άστρα μετά την έκρηξή τους ως σουπερνόβα η κατάρρευση του πυρήνα τους συνεχίζεται ακάθεκτη έως ότου το άστρο περιοριστεί σ’ ένα “ιδιόμορφο χωροχρονικό σημείο” που ονομάζεται “μοναδικότητα” σχηματίζοντας έτσι μια μαύρη τρύπα. Σύμφωνα δηλαδή με τις εξισώσεις της Γενικής Σχετικότητας στο σημείο αυτό η πυκνότητα είναι “άπειρη”, ο χώρος έχει “άπειρη” καμπυλότητα και ο χρόνος “σταματά” να υπάρχει. Η δύναμη της βαρύτητας μιας Μαύρης Τρύπας, δηλαδή, παραμορφώνει το χωρόχρονο γύρω της σε τέτοιο βαθμό ώστε ούτε κι αυτό ακόμη το φως να μην μπορεί να διαφύγει από την ελκτική της δύναμη κάνοντάς την ουσιαστικά αόρατη.

Για να γίνει κατανοητό το γεγονός αυτό πάρτε για παράδειγμα την βαρύτητα της Γης. Για να διαφύγει κάποιος από την βαρυτική έλξη της Γης χρειάζεται έναν πύραυλο που θα κινείται με ταχύτητα 40.000 χιλιομέτρων την ώρα (δηλαδή με 11 χλμ. το δευτερόλεπτο). Μ’ αυτή την ταχύτητα ο πύραυλος κινείται τόσο γρήγορα ώστε η βαρυτική δύναμη της Γης δεν μπορεί να τον τραβήξει πίσω στην επιφάνεια. Στην περίπτωση όμως μιας Μαύρης Τρύπας η απαιτούμενη ταχύτητα διαφυγής υπερβαίνει την ίδια την ταχύτητα του φωτός (300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο). Γι’ αυτό ακόμη και μία αχτίδα φωτός δεν μπορεί να «τρέξει» αρκετά γρήγορα για να ξεφύγει.
Αφού όμως δεν μπορούμε να την «δούμε» πως είναι δυνατόν να ανακαλύψουμε μια μαύρη τρύπα; Την απάντηση μάς την δίνει η θεωρητική ανάλυση της συμπεριφοράς της ύλης στα πρόθυρα μιας μαύρης τρύπας. Γιατί καθώς η ύλη που απορροφάται απ’ αυτήν εξαφανίζεται στο εσωτερικό της εκπέμποντας ένα «κύκνειο άσμα» με την μορφή ακτίνων Χ. Τα υλικά όμως αυτά δεν πέφτουν κατευθείαν στη μαύρη τρύπα, αλλά, αντίθετα, σχηματίζουν έναν περιστρεφόμενα «δίσκο προσαύξησης» με τη μορφή μιας τεράστιας διαστημικής δίνης. Αυτή καθαυτή η μαύρη τρύπα είναι φυσικά αόρατη, βρίσκεται όμως στο κέντρο της περιστρεφόμενης ρουφήχτρας των υλικών. Και όταν τελικά αυτά βρουν το δρόμο τους προς τη μαύρη τρύπα επιταχύνονται σχεδόν στην ταχύτητα του φωτός λίγο πριν εισχωρήσουν στα όρια παρατήρησης της μαύρης τρύπας, που ονομάζεται “ορίζοντας γεγονότων”. Αυτόν τον δίσκο των υλικών κατέγραψε άλλωστε και η περίφημη φωτογραφία του EHT παρουσιάζοντας συγχρόνως και την “σκιά” της Μαύρης Τρύπας.

Μια μαύρη τρύπα είναι φυσικά δύσκολο να κατανοηθεί από τον ανθρώπινο νου, και ίσως αυτό να οφείλεται μερικώς, τουλάχιστον, στον όρο «τρύπα». Γιατί μ’ αυτή τη λέξη πολλοί από εμάς φαντάζονται ένα κάποιο βαθούλωμα ή το χαρακτηριστικό ομώνυμο σκίσιμο μιας επιφάνειας, ενώ η έννοια της λέξης υπονοεί επίσης και την “έλλειψη ύλης”. Μια μαύρη τρύπα όμως είναι τελείως διαφορετική. Δεν είναι μια τρύπα σε «κάτι», γιατί είναι από μόνη της «κάτι», είναι μια τρισδιάστατη, σφαιρική «τρύπα», ή αν προτιμάτε, μια «στερεά τρύπα». Είναι δηλαδή μια σφαίρα ύλης και όχι ένα κενό ύλης. Αφού λοιπόν είναι σφαιρική από παντού φαίνεται ίδια, ενώ αν κοιτάζαμε μέσα της δεν θα βλέπαμε την άλλη μεριά, αλλά θα αντικρίζαμε ένα άπειρο σκοτάδι που θα ήταν το ίδιο απ’ οπουδήποτε και αν κοιτάζαμε.

Αν μπορούσαμε να συμπιέσουμε την Γη μας στο μέγεθος ενός κερασιού, θα την είχαμε μετατρέψει σε μαύρη τρύπα. Φυσικά δεν υπάρχει καμιά γνωστή διαδικασία που θα μπορούσε να μετατρέψει τη Γη, ή και τον Ήλιο ακόμη, σε μαύρη τρύπα. Ο καταρρέων πυρήνας μιας σουπερνόβα, με υλικά πάνω από τρεις ηλιακές μάζες, είναι ένα από τα ελάχιστα αντικείμενα στο Σύμπαν που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν κάτι τέτοιο. Και αυτού του είδους η «τρύπα», θα πρέπει, εκ των πραγμάτων, να είναι «μαύρη», αφού ούτε το φως δεν έχει την δυνατότητα να δραπετεύσει από την «επιφάνειά» του για να καταγραφεί από τα μάτια μας ή τα διάφορα άλλα ευαίσθητα όργανα των αστεροσκοπείων μας. Με την φωτογράφηση όμως ενός τέτοιου αντικειμένου αποδείξαμε όχι μόνο την θεωρητική αλλά και την ουσιαστική του πλέον ύπαρξη!