Οι μαύρες τρύπες έχουν διπλή προσωπικότητα. New knowledge about the remarkable properties of black holes

An artist’s drawing shows a large black hole pulling gas away from a nearby star. (NASA)

Λίγα πράγματα γνωρίζουμε για τις μαύρες τρύπες, τα μυστηριώδη κοσμικά σώματα που συνήθως βρίσκονται στα κέντρα των γαλαξιών. Από την πρώτη στιγμή της ανακάλυψης τους μέχρι και σήμερα έχουν αναπτυχθεί πολλές θεωρίες γύρω από τη φύση και τη λειτουργία των μελανών οπών. Η τελευταία που βλέπει το φως της δημοσιότητας είναι και από τις πιο επαναστατικές. Αναφέρει ότι οι μαύρες τρύπες συμπεριφέρονται και ως στερεό σώμα αλλά και ως υγρό!

Οι μελανές οπές

Η νέα θεωρία αναφέρει ότι οι μαύρες τρύπες συμπεριφέρονται και ως στερεά και ως υγρά σώματα

Οι μαύρες τρύπες είναι απίστευτης πυκνότητας σώματα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να διαθέτουν πανίσχυρες βαρυτικές δυνάμεις. Αυτές οι βαρυτικές δυνάμεις είναι τόσο ισχυρές ώστε τίποτε δεν μπορεί να ξεφύγει από τη μαύρη τρύπα - ούτε καν το φως, το οποίο απορροφάται πλήρως και έτσι τα σώματα αυτά παραμένουν αθέατα.

«Ωστόσο οι μαύρες τρύπες δεν είναι εντελώς μαύρες επειδή εκπέμπουν ακτινοβολία και υπάρχουν ενδείξεις ότι αυτή η ακτινοβολία είναι θερμική, διαθέτει δηλαδή κάποια θερμοκρασία» αναφέρει ο Νιλς Ομπερς, καθηγητής Σωματιδιακής Φυσικής και Κοσμολογίας στο Ινστιτούτο Νιλς Μπορ του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.

Η νέα θεωρία

In theoretical physics you can have different planes that behave like black holes and they are called black branes. When black branes are folded into multiple dimensions they form a ‘blackfold’, which new research shows has a relationship between gravity and fluid mechanics and solid-state physics.  (Artist impression: Merete Rasmussen)

Ο Νιλς Ομπερς και συνάδελφοι του αποφάσισαν να μελετήσουν τις κβαντικές ιδιότητες των μελανών οπών. Η ιδέα τους ήταν να ασχοληθούν με τις μαύρες τρύπες με μια νέα επαναστατική προσέγγιση και πιο συγκεκριμένα να τις «δουν» και να τις μελετήσουν ως μεμονωμένα σωματίδια. Τα σωματίδια είναι σημεία χωρίς διαστάσεις. Αν όμως προσδώσεις σε ένα σωματίδιο μια έξτρα διάσταση, αυτό μετατρέπεται σε χορδή. Αν προσδώσεις στη χορδή μια έξτρα διάσταση, αυτή έρχεται σε μια επίπεδη κατάσταση την οποία οι επιστήμονες ονομάζουν «βράνη» εκ του μεμβράνη.

«Στη θεωρία των χορδών υπάρχουν διαφορετικές βράνες, συμπεριλαμβανομένων βρανών που συμπεριφέρονται όπως οι μαύρες τρύπες, τις οποίες και ονομάζουμε μαύρες βράνες. Οι μαύρες βράνες είναι θερμικές, δηλαδή διαθέτουν θερμοκρασία και αναπτύσσουν δυνάμεις. Οι μαύρες βράνες είναι υδροδυναμικά σώματα, δηλαδή διαθέτουν θεωρητικά τις ιδιότητες ενός υγρού. Διαπιστώσαμε ότι οι μαύρες βράνες διαθέτουν ιδιότητες που μπορούν να εξηγηθούν μόνο με συμπεριφορά υγρού. Επίσης συμπεριφέρονται ως ένα στερεό ελαστικό υλικό όταν κάμπτονται» αναφέρουν οι ερευνητές η μελέτη των οποίων δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Physical Review Letters».