Kiekvienoje juodojoje skylėje - po Planko žvaigždę? (1)
Kosmologai tikina, kad juodosiose skylėse gimstančios Plancko žvaigždės galėtų paaiškinti pačias didžiausias astrofizikos paslaptis – ir gali būti, kad orbitoje besisukančiais gama spindulius fiksuojančiais teleskopais tokios žvaigždės jau buvo pastebėtos.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Juodosios skylės mokslininkus ir visuomenę žavi jau kelis dešimtmečius. Idėja, kad Visatoje esama tokių tankių erdvės regionų, kad iš jų net šviesa negali ištrūkti, o sąlygos tokios ekstremalios, kad dėl jų net fizikos dėsniai liaujasi galioję, pasižymi ypatingu žavesiu. Kokių gi paslapčių esama šiuose neeiliniuose objektuose?
Prieš kelias dienas Tulono universiteto (Prancūzija) mokslininkas Carlo Rovelli kartu su Radboudo universiteto (Olandija) mokslininke Francesca Vidotto pasiūlė dar vieną galimą juodųjų skylių slepiamų dalykų idėją. Jie tikina, kad kiekvienoje juodojoje skylėje yra vaiduokliškų, kvantinių liekanų tos žvaigždės, iš kurios jos susiformavo. Ir kad šios žvaigždės dar gali atgimti, jeigu juodosios skylės „išgaruotų“, rašo medium.com.
C. Rovelli ir F. Vidotto šiuos objektus pavadino Plancko žvaigždėmis ir tikina, kad jos galėtų išspręsti vieną iš svarbiausių astrofizikos klausimų. Ir tie patys mokslininkai tikina, kad šių neregėtų dangaus kūnų egzistavimo įrodymų jau dabar galima rasti – tereikia užversti akis į dangų.
Juodosios skylės yra natūralus Alberto Einsteino bendrosios reliatyvumo teorijos rezultatas: ši teorija prognozuoja, kad gravitacija veikia per erdvę judančių fotonų trajektoriją. O kai gravitacija pasiekia tam tikrą stiprumo ribą, šviesa neturėtų galėti pasprukti nuo ją skleidžiančio objekto. Toks objektas yra vadinamas juodąja skyle.
Astrofizikai ilgą laiką tikėjo, kad juodosios skylės susiformuoja tuomet, kai už Saulę šiek tiek didesnės žvaigždės išdegina visą savo kurą. Tokios žvaigždės, nebeturėdamos šiluminės energijos, sugriūva dėl savo masės ir suformuoja juodąją skylę. Kadangi jėgos, kuri galėtų sustabdyti tokią griūtį, nėra žinoma, astronomai visuomet manė, jog kažkada turėtų susidaryti singuliariumas – begalinio tankio erdvės regionas.
Tačiau toks paaiškinimas nėra idealiai patenkinamas. Begalinio tankio regionuose fizikos dėsniai liaujasi galioję, todėl mokslininkams belieka spėlioti, kas vyksta šių paslaptingų objektų viduje.
Dar blogiau yra tai, kad fizikai tiki, jog juodosios skylės pamažu garuoja ir nyksta. O dėl to kyla tam tikrų sunkumų, nes informacija, nusakanti objektą, turi pilnai lemti jo ateitį ir turi būti pilnai išvedama iš jo praeities – bent jau teoriškai. Tačiau jeigu juodosios skylės išnyksta, kas nutinka šiai informacijai?
To nežino niekas – šis klausimas yra vadinamas „informacijos“ paradoksu ir yra viena iš didžiausių neatsakytų astrofizikos paslapčių.
O du jau minėti mokslininkai pasiūlė vieną atsakymo variantą. Atsakymą jie pradeda nuo idėjų, kas turėtų nutikti, jeigu Visata savo egzistavimą baigtų Didžiuoju susitraukimu (Didžiajam sprogimui priešingu reiškiniu). Esminis mokslininkų pastebėjimas – kad kvantinės gravitacijos efektas neleidžia Visatai sugriūti iki begalinio tankio. Vietoje sugriuvimo į vieną tašką, Visata pradės „šokinėti“, kai materijos energijos tankis pasieks Plancko dydį – patį mažiausią įmanomą fizikinį dydį.
O tai yra labai svarbu. „Šokinėjimas nenutinka Visatai pasiekus Plancko dydį, kaip buvo manoma anksčiau. Jis prasideda tada, kai materijos energijos tankis pasiekia Plancko tankį“, - sako mokslininkai. Kitaip tariant, kvantinė gravitacija gali tapti svarbi, kuomet Visatos tūris yra maždaug 75 eilėmis didesnis už Plancko tūrį.
Mokslininkai teigia, kad tą pačią minties eigą galima pritaikyti ir juodajai skylei. Sugriuvusi žvaigždė, pasak jų, singuliariumo nesuformuoja – jos mažėjimą sustabdo tas pats kvantinis slėgis, jėga, panaši į tą, dėl kurios elektronas neįkrenta į atomo branduolį. „Šioje fazėje žvaigždę vadiname Plancko žvaigžde“, - sako mokslininkai.
Plancko žvaigždė būtų mažutė – vidutinės žvaigždės masės juodojoje skylėje susiformuotų maždaug 10-10 cm skersmens Plancko žvaigždė. Tačiau ji vis tiek būtų maždaug 30 eilių didesnė už Plancko dydį.
Kyla įdomus klausimas – ar tokios Plancko žvaigždės būtų stabilios visą laiką, kol būna juodųjų skylių viduje. C. Rovelli ir F. Vidotto turi įdomų atsakymą. Jie teigia, jog Plancko žvaigždės gyvavimo trukmė yra itin trumpa – ji trunka maždaug tiek, kiek reikia, kad per ją prakeliautų šviesa.
Tačiau stebėtojui iš išorės Plancko žvaigždžių egzistencija atrodytų gerokai ilgesnė. Taip yra dėl to, kad arti didelio tankio masės sulėtėja laiko tėkmė. Todėl išoriniam stebėtojui atrodytų, kad Plancko žvaigždė gyvuoja lygiai tiek, kiek ir ją supanti juodoji skylė.
Tuomet juodajai skylei tampa įmanoma sąveikauti su joje esančia Plancko žvaigžde. C. Rovelli ir F. Vidotto nurodo, kad juodajai skylei garuojant ir mažėjant jos pakraštys kažkada pasieks Plancko žvaigždės pakraštį, šiai besiplečiant „šokinėjimo“ metu. „Tuo momentu įvykių horizontas išnyksta ir visa viduje esanti informacija gali ištrūkti“, - sako mokslininkai.
O tai akimirksniu išsprendžia informacijos paradokso mįslę. Informacija niekur neprapuola ir nėra negrįžtamai įkalinta neįsivaizduojamai mažame erdvės regione, bet kažkada išmetama į Visatą.
Kosmologų idėjos turi ir dar vieną įdomią pasekmę. C. Rovelli ir F. Vidotto teigia, kad toks informacijos išleidimas turėtų generuoti spinduliuotę, kurios bangos ilgis būtų maždaug 10-14 cm. Kitaip tariant, tai būtų gama spinduliai.
Visatoje gausu foninės gama spinduliuotės, kurią astrofizikai jau gana aktyviai tyrinėja orbitoje besisukančiais specialiai šio bangos ilgio spinduliams stebėti skirtais teleskopais. Bet ar gali būti, kad jei jau pastebėjo Plancko žvaigždės, išmetančios informaciją į kosmosą, pėdsakų?
Neabejojama, jog netrūks fizikų, pasiryžusių įdėmiai peržiūrėti jau sukauptus kosminių teleskopų duomenis.
Prieš kelias dienas Tulono universiteto (Prancūzija) mokslininkas Carlo Rovelli kartu su Radboudo universiteto (Olandija) mokslininke Francesca Vidotto pasiūlė dar vieną galimą juodųjų skylių slepiamų dalykų idėją. Jie tikina, kad kiekvienoje juodojoje skylėje yra vaiduokliškų, kvantinių liekanų tos žvaigždės, iš kurios jos susiformavo. Ir kad šios žvaigždės dar gali atgimti, jeigu juodosios skylės „išgaruotų“, rašo medium.com.
C. Rovelli ir F. Vidotto šiuos objektus pavadino Plancko žvaigždėmis ir tikina, kad jos galėtų išspręsti vieną iš svarbiausių astrofizikos klausimų. Ir tie patys mokslininkai tikina, kad šių neregėtų dangaus kūnų egzistavimo įrodymų jau dabar galima rasti – tereikia užversti akis į dangų.
Juodosios skylės yra natūralus Alberto Einsteino bendrosios reliatyvumo teorijos rezultatas: ši teorija prognozuoja, kad gravitacija veikia per erdvę judančių fotonų trajektoriją. O kai gravitacija pasiekia tam tikrą stiprumo ribą, šviesa neturėtų galėti pasprukti nuo ją skleidžiančio objekto. Toks objektas yra vadinamas juodąja skyle.
Astrofizikai ilgą laiką tikėjo, kad juodosios skylės susiformuoja tuomet, kai už Saulę šiek tiek didesnės žvaigždės išdegina visą savo kurą. Tokios žvaigždės, nebeturėdamos šiluminės energijos, sugriūva dėl savo masės ir suformuoja juodąją skylę. Kadangi jėgos, kuri galėtų sustabdyti tokią griūtį, nėra žinoma, astronomai visuomet manė, jog kažkada turėtų susidaryti singuliariumas – begalinio tankio erdvės regionas.
Tačiau toks paaiškinimas nėra idealiai patenkinamas. Begalinio tankio regionuose fizikos dėsniai liaujasi galioję, todėl mokslininkams belieka spėlioti, kas vyksta šių paslaptingų objektų viduje.
Dar blogiau yra tai, kad fizikai tiki, jog juodosios skylės pamažu garuoja ir nyksta. O dėl to kyla tam tikrų sunkumų, nes informacija, nusakanti objektą, turi pilnai lemti jo ateitį ir turi būti pilnai išvedama iš jo praeities – bent jau teoriškai. Tačiau jeigu juodosios skylės išnyksta, kas nutinka šiai informacijai?
To nežino niekas – šis klausimas yra vadinamas „informacijos“ paradoksu ir yra viena iš didžiausių neatsakytų astrofizikos paslapčių.
O du jau minėti mokslininkai pasiūlė vieną atsakymo variantą. Atsakymą jie pradeda nuo idėjų, kas turėtų nutikti, jeigu Visata savo egzistavimą baigtų Didžiuoju susitraukimu (Didžiajam sprogimui priešingu reiškiniu). Esminis mokslininkų pastebėjimas – kad kvantinės gravitacijos efektas neleidžia Visatai sugriūti iki begalinio tankio. Vietoje sugriuvimo į vieną tašką, Visata pradės „šokinėti“, kai materijos energijos tankis pasieks Plancko dydį – patį mažiausią įmanomą fizikinį dydį.
O tai yra labai svarbu. „Šokinėjimas nenutinka Visatai pasiekus Plancko dydį, kaip buvo manoma anksčiau. Jis prasideda tada, kai materijos energijos tankis pasiekia Plancko tankį“, - sako mokslininkai. Kitaip tariant, kvantinė gravitacija gali tapti svarbi, kuomet Visatos tūris yra maždaug 75 eilėmis didesnis už Plancko tūrį.
Mokslininkai teigia, kad tą pačią minties eigą galima pritaikyti ir juodajai skylei. Sugriuvusi žvaigždė, pasak jų, singuliariumo nesuformuoja – jos mažėjimą sustabdo tas pats kvantinis slėgis, jėga, panaši į tą, dėl kurios elektronas neįkrenta į atomo branduolį. „Šioje fazėje žvaigždę vadiname Plancko žvaigžde“, - sako mokslininkai.
Plancko žvaigždė būtų mažutė – vidutinės žvaigždės masės juodojoje skylėje susiformuotų maždaug 10-10 cm skersmens Plancko žvaigždė. Tačiau ji vis tiek būtų maždaug 30 eilių didesnė už Plancko dydį.
Kyla įdomus klausimas – ar tokios Plancko žvaigždės būtų stabilios visą laiką, kol būna juodųjų skylių viduje. C. Rovelli ir F. Vidotto turi įdomų atsakymą. Jie teigia, jog Plancko žvaigždės gyvavimo trukmė yra itin trumpa – ji trunka maždaug tiek, kiek reikia, kad per ją prakeliautų šviesa.
Tačiau stebėtojui iš išorės Plancko žvaigždžių egzistencija atrodytų gerokai ilgesnė. Taip yra dėl to, kad arti didelio tankio masės sulėtėja laiko tėkmė. Todėl išoriniam stebėtojui atrodytų, kad Plancko žvaigždė gyvuoja lygiai tiek, kiek ir ją supanti juodoji skylė.
Tuomet juodajai skylei tampa įmanoma sąveikauti su joje esančia Plancko žvaigžde. C. Rovelli ir F. Vidotto nurodo, kad juodajai skylei garuojant ir mažėjant jos pakraštys kažkada pasieks Plancko žvaigždės pakraštį, šiai besiplečiant „šokinėjimo“ metu. „Tuo momentu įvykių horizontas išnyksta ir visa viduje esanti informacija gali ištrūkti“, - sako mokslininkai.
O tai akimirksniu išsprendžia informacijos paradokso mįslę. Informacija niekur neprapuola ir nėra negrįžtamai įkalinta neįsivaizduojamai mažame erdvės regione, bet kažkada išmetama į Visatą.
Kosmologų idėjos turi ir dar vieną įdomią pasekmę. C. Rovelli ir F. Vidotto teigia, kad toks informacijos išleidimas turėtų generuoti spinduliuotę, kurios bangos ilgis būtų maždaug 10-14 cm. Kitaip tariant, tai būtų gama spinduliai.
Visatoje gausu foninės gama spinduliuotės, kurią astrofizikai jau gana aktyviai tyrinėja orbitoje besisukančiais specialiai šio bangos ilgio spinduliams stebėti skirtais teleskopais. Bet ar gali būti, kad jei jau pastebėjo Plancko žvaigždės, išmetančios informaciją į kosmosą, pėdsakų?
Neabejojama, jog netrūks fizikų, pasiryžusių įdėmiai peržiūrėti jau sukauptus kosminių teleskopų duomenis.
(9)
(0)
(0)