Μήπως οι μαύρες τρύπες είναι απλώς ένα… τούνελ; Quantum gravity takes singularity out of black holes

Ίσως οι μαύρες τρύπες είναι απλά τούνελ που μας οδηγούν σε άλλους κόσμους. You might not get turned into spaghetti (Image: Tom Dymond/Rex)

Πολλές είναι οι θεωρίες που έχουν αναπτυχθεί κατά καιρούς για τις μαύρες τρύπες που υπάρχουν στο Διάστημα. Η κρατούσα άποψη αναφέρει πώς ό,τι πέφτει μέσα σε μια μελανή οπή εξαφανίζεται δια παντός και διαλύεται έως τα εξ ων συνετέθη. Μια νέα θεωρία όμως που εξάπτει ομολογουμένως τη φαντασία αναφέρει ότι οι μελανές οπές όχι μόνο δεν καταστρέφουν την ύλη αλλά αντίθετα αποτελούν πύλη εξόδου είτε σε διάφορα σημεία του Σύμπαντος μας είτε σε άλλα Σύμπαντα.

Πύλες εξόδου

Τη νέα θεωρία ανέπτυξαν ο Χόρχε Πάλιν του Πολιτειακού Πανεπιστημίου της Λουιζιάνα και ο Ροντόλφο Γκαμπίνι του Πανεπιστημίου της Δημοκρατίας στην Ουρουγουάη. Οι δύο επιστήμονες αποφάσισαν να μελετήσουν τις προβλέψεις της θεωρίας της λεγόμενης «κβαντικής βαρύτητας» στις μελανές οπές. Πιο συγκεκριμένα εφήρμοσαν τις εξισώσεις της κβαντικής βαρύτητας σε μια μη περιστρεφόμενη μελανή οπή με σφαιρική συμμετρία.

Όπως περιγράφεται και σε άλλες θεωρίες όσο η ύλη πλησιάζει προς τον πυρήνα της μαύρης τρύπας το βαρυτικό πεδίο γίνεται ολοένα και πιο ισχυρό όμως δεν εξαφανίζεται σε μία χωροχρονική μοναδικότητα (singularity) όπως αναφέρει η κρατούσα θεωρία. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της μελέτης των δύο ερευνητών η ύλη δεν εξαφανίζεται στο κέντρο της τρύπας αλλά συνεχίζει την πορεία της μέχρι την άλλη άκρη και βγαίνει από εκεί είτε σε κάποιο άλλο σημείο του Σύμπαντος είτε σε κάποιο άλλο Σύμπαν.

To travel from a point in space and time A to another point in space and time B, spaceship 1 takes an ordinary route around the Universe. Spaceship 2, though, takes a shortcut using a wormhole. If B lies farther back in time than A, then the journey could only be made through the wormhole.

Στο παρελθόν έχει διατυπωθεί ξανά η ιδέα της μαύρης τρύπας όχι ως τόπου απόλυτης καταστροφής αλλά ως πύλης εξόδου σε άλλους κόσμους. Όλες όμως σκόνταφταν πάνω στη χωροχρονική μοναδικότητα. Είναι η πρώτη φορά που με επιστημονικά εργαλεία παρακάμπτεται αυτό το… εμπόδιο. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Physical Review Letters».

Είναι αυτό το πρώτο πτηνό; New contender for first bird

Καλλιτεχνική απεικόνιση του Aurornis που μπήκε στην λίστα των υποψηφίων ως πρώτου πτηνού. The half-metre tall Aurornis xui, which lived in China 150 million years ago, is believed to be the earliest known member of the bird family tree. ARTIST'S IMPRESSION BY MASATO HATTORI

Ένα κινεζικό απολίθωμα που φέρει το εύγλωττο όνομα «Πουλί της Αυγής» (Aurornis) και έχει ηλικία περίπου 160 εκατ. ετών, είναι ο νέος διεκδικητής του τίτλου του αρχαιότερου προγόνου των πουλιών, τον οποίο έως τώρα κατέχει ο «Αρχαιοπτέρυξ», για τον οποίο όμως πρόσφατα προέκυψαν αμφιβολίες αν ήταν όντως πουλί ή δεινόσαυρος.

Το «ξεχασμένο» εύρημα

Το «Πουλί της Αυγής» είχε μήκος περίπου μισό μέτρο από την άκρη του ράμφους ως το τέλος της ουράς του. The Aurornis specimen had lain unidentified in a Chinese museum's archives until it was found by a palaeontologist last year. THIERRY HUBIN/IRSNB

Το νέο εύρημα πάντως έρχεται να στερεώσει, από ανατομική άποψη, τη θέση του διάσημου, πιο εξελιγμένου και κατά 10 εκατ. χρόνια νεότερου «Αρχαιοπτέρυγα» (Archaeopteryx) ως αρχέγονου πουλιού και όχι ως μέλους της οικογένειας των δεινοσαύρων. Η νέα ανακάλυψη εξάλλου ενισχύει την άποψη ότι η ικανότητα πετάγματος αναπτύχθηκε μόνο μια φορά στους δεινόσαυρους και οδήγησε στην εξέλιξη των πουλιών.

«Αν πράγματι είναι το πιο πρωτόγονο πουλί, πρόκειται για τεράστιας σημασίας ανακάλυψη» δήλωσε ο παλαιοντολόγος Στέφεν Μπρουσάτε του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου. Όμως άλλοι επιστήμονες αμφιβάλλουν ότι όντως πρόκειται για το πρώτο πουλί, ενώ μερικοί αμφισβητούν ακόμα και την αυθεντικότητα του απολιθώματος, επειδή αφενός δεν ανακαλύφθηκε σε ανασκαφές αλλά από ένα Κινέζο αγρότη που μετά το πούλησε σε ένα έμπορο απολιθωμάτων και, αφετέρου, επειδή βρίσκεται σε υπερβολικά καλή κατάσταση.

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον παλαιοντολόγο Πασκάλ Γκοντφρουά του Βασιλικού Βελγικού Ινστιτούτου Φυσικών Επιστημών των Βρυξελλών, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», σύμφωνα με το BBC, το Γαλλικό Πρακτορείο και το «Science», εντόπισαν και μελέτησαν το απολίθωμα, που εδώ και χρόνια βρισκόταν ξεχασμένο στα αρχεία ενός κινεζικού μουσείου.

Τα χαρακτηριστικά

An alternate reconstruction of Aurornis xui envisions the bird as brown-feathered and fierce. JONICA DOS REMEDIOS/IRSNB

Το πρωτο-πουλί έχει μήκος περίπου μισό μέτρο από την άκρη του ράμφους ως το τέλος της ουράς του. Πιθανώς ήταν ένας μικρός φτερωτός δεινόσαυρος με μικρά κοφτερά δόντια, που είχε πλέον αρχίσει να γίνεται πουλί.

«Κατά τη γνώμη μου πρόκειται για πουλί, αν και αυτές οι υποθέσεις είναι πάντα πολύ επίμαχες. Οι διαφορές ανάμεσα στα πουλιά και στους δεινόσαυρους (που έμοιαζαν με πουλιά αλλά δεν πέταγαν), είναι πολύ λεπτές» δήλωσε ο Γκοντφρουά και πρόσθεσε ότι είναι αδύνατο να ειπωθεί με βεβαιότητα αν το «Πουλί της Αυγής» πετούσε ή όχι - και πόσο καλά. Είναι πιο πιθανό, όπως είπε, ότι χρησιμοποιούσε τις φτερούγες του για να κάνει σύντομες πτήσεις-άλματα από δέντρο σε δέντρο.

Aurornis xui 'pushes Archaeopteryx off its perch' as the oldest known member of the bird lineage. Photograph: Emiliano Troco

Η κάποτε σαφής διάκριση ανάμεσα στους δεινόσαυρους και τα πουλιά έχει αρχίσει να θολώνει όλο και περισσότερο, καθώς συνεχώς νέα ευρήματα έρχονται στο φως, ιδίως στην Κίνα. Ο Γκοντφρουά πιστεύει ότι υπήρξε μια ομαλή και συνεχής εξελικτική πορεία από τους δεινόσαυρους στον Aurornis, από εκεί στον Αρχαιοπτέρυγα και, τελικά, στα σύγχρονα πουλιά.

Οι αμφιβολίες

Artist’s impression of Archaeopteryx. Wikimedia Commons

Άλλοι όμως επιστήμονες έχουν αμφιβολίες. Ορισμένοι επιμένουν ότι ο Αρχαιοπτέρυξ, που πριν από 150 εκατ. χρόνια πετούσε με τις καλοσχηματισμένες φτερούγες του, σχετίζεται περισσότερο με τους δεινόσαυρους (όπως ο τρομερός Velociraptor) παρά με τα πουλιά. Σε αυτή την περίπτωση, η ικανότητα πετάγματος θα είχε εξελιχτεί όχι μια φορά, αλλά τουλάχιστον δύο. Αρκετοί παλαιοντολόγοι θεωρούν ότι μόνο ο διάσημος Αρχαιοπτέρυξ, που ανακαλύφθηκε το 1861 στη Γερμανία (επιβεβαιώνοντας την εξελικτική θεωρία του Δαρβίνου), δικαιούται τον επίζηλο τίτλο του πρώτου πραγματικού πουλιού.

Η εξέλιξη των πουλιών συνέβη κάποια στιγμή στη διάρκεια της Ιουρασικής περιόδου πριν από περίπου 160 εκατ. χρόνια, όταν μερικοί σαρκοφάγοι δεινόσαυροι άρχισαν να αναπτύσσουν σκελετούς κατάλληλους για πέταγμα στον αέρα και να βγάζουν τα ανάλογα φτερά από το σώμα τους. Περίπου 30 είδη φτερωτών δεινοσαύρων έχουν ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα, τα περισσότερα στην Κίνα. Τελικά, μια ομάδα αυτών των πλασμάτων διαχωρίστηκε εξελικτικά και αποτέλεσε τα πουλιά που γνωρίζουμε σήμερα.

«Γνωρίζουμε ότι τα πουλιά είναι δεινόσαυροι, αλλά ακόμα δεν ξέρουμε την ακριβή γενεαλογία των πουλιών» δήλωσε ο Μπρουσάτε, παρά τη νέα ανακάλυψη. Συνεπώς το «σίριαλ» της καταγωγής των πουλιών θα έχει και άλλα επεισόδια στο μέλλον.

Είναι ενεργή γεωλογικά η Διώνη; Cassini Finds Hints of Activity at Saturn Moon Dione

The Cassini spacecraft looks down, almost directly at the north pole of Dione. The feature just left of the terminator at bottom is Janiculum Dorsa, a long, roughly north-south trending ridge. Image credit: NASA/JPL/Space Science Institute

Πολύ ενδιαφέροντα είναι τα νέα στοιχεία που έφθασαν στα χέρια των επιστημόνων από το διαστημικό σκάφος Cassini για τη Διώνη, έναν εκ των δεκάδων δορυφόρων του Κρόνου. Σύμφωνα με τα νέα στοιχεία η Διώνη ήταν κάποτε ενεργή γεωλογικά και πιθανώς να εξακολουθεί να διαθέτει κάποια γεωλογική δραστηριότητα. Εικάζεται ότι υπήρχε εκεί ένας υπόγειος ωκεανός.

Το νερό «ζάρωσε» τον φλοιό

This image, which is composed of data obtained by NASA's Cassini spacecraft, shows the topography of a mountain known as Janiculum Dorsa on the Saturnian moon Dione. Color denotes elevation, with red as the highest area and blue as the lowest. Image credit: NASA/JPL-Caltech/SSI/Brown

Στο πιο πρόσφατο πέρασμά του από τη Διώνη το Cassini έστρεψε τα όργανα του σε ένα όρος της. Οι επιστήμονες το ονόμασαν Janiculum Dorsa  και από τα δεδομένα που έχουν στη διάθεση τους εκτιμούν ότι έχει ύψος 1-2 χλμ και  έκταση περίπου 800 χλμ. Εκτιμούν ότι ο φλοιός της Διώνης που βρίσκεται κάτω από το όρος έχει «ζαρώσει» σε βάθος 500 μέτρων.

Ερευνητές που μελετούν τα νέα δεδομένα πιστεύουν ότι το φαινόμενο μπορεί να εξηγηθεί αν κάποτε στο υπέδαφος της Διώνης επικρατούσαν αυξημένες θερμοκρασίες. «Ο καλύτερος τρόπος για να υπάρξει θερμότητα και να προκληθεί το φαινόμενο είναι η ύπαρξη ενός υπόγειου ωκεανού όταν σχηματιζόταν το βουνό» αναφέρει ο Νόα Χάμοντ, του Πανεπιστημίου Brown στις ΗΠΑ, επικεφαλής της έρευνας.

The Cassini spacecraft swooped in for a close-up of the cratered, fractured surface of Saturn's moon Dione in this image taken during the spacecraft's Jan. 27, 2010, non-targeted flyby. Image credit: NASA/JPL/Space Science Institute

Τα νέα ευρήματα υποχρεώνουν τους επιστήμονες να αρχίσουν να μελετούν πιο επισταμένα τη Διώνη με πρώτο στόχο να εξακριβωθεί αν εξακολουθεί να είναι γεωλογικά ενεργή. «Είναι πιθανό να υπάρχουν περισσότεροι κόσμοι που διαθέτουν νερό και είναι ενεργοί από όσους πιστεύαμε μέχρι σήμερα» δηλώνει η Μπόνι Μπουράτι, μέλος της αποστολής του Cassini. Τα νέα ευρήματα για τη Διώνη δημοσιεύτηκαν στην επιθεώρηση «Icarus».

Απότομη επιβράδυνση της περιστροφής αστέρα νετρονίων, NASA’s Swift Reveals New Phenomenon in a Neutron Star

Καλλιτεχνική απεικόνιση μαγνητικού άστρου νετρονίων (magnetar). Τα magnetars αποτελούν τους ισχυρότερους μαγνήτες του σύμπαντος, καθώς παράγουν ασύλληπτα ισχυρά μαγνητικά πεδία και κατά διαστήματα εκτοξεύουν στο διάστημα παλμούς υψηλής ενέργειας. An artist’s rendering of an outburst on an ultra-magnetic neutron star, also called a magnetar. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center

Έναν πολύ πυκνό και ταχέως περιστρεφόμενο αστέρα νετρονίων (πάλσαρ), ο οποίος επιβράδυνε απότομα την ταχύτητά του – κάτι που ποτέ στο παρελθόν δεν έχει παρατηρηθεί, ανακάλυψαν οι αστρονόμοι.

Η ανακάλυψη, από μια διεθνή αστρονομική ομάδα,στην οποία συμμετείχε και ο ελληνικής καταγωγής Κώστας Γουργουλιάτος του καναδικού πανεπιστημίου ΜακΓκιλ στο Μόντρεαλ, έγινε με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου ακτίνων-Χ «Swift» της NASA.

Ένα αστέρι νετρονίων, που γυρίζει σαν σβούρα γύρω από τον εαυτό του, είναι ό,τι πιο κοντινό σε μια μαύρη τρύπα μπορούν να παρατηρήσουν άμεσα οι επιστήμονες.

Αποτελεί το απομεινάρι της έκρηξης (σούπερ-νόβα) ενός πρώην τεράστιου άστρου, που έκαυσε τα πυρηνικά καύσιμά του και κατέρρευσε υπό το βάρος του. Τα άστρα αυτά, που αποκαλούνται και «πάλσαρ», μπορούν να περιστραφούν έως 43.000 φορές το λεπτό και διαθέτουν πανίσχυρα μαγνητικά πεδία τρισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερα από αυτό της Γης.

A neutron star is the densest object astronomers can observe directly, crushing half a million times Earth's mass into a sphere about 12 miles across, or similar in size to Manhattan Island, as shown in this illustration. Credit: NASA's Goddard Space Flight Center

Η ύλη μέσα σε ένα τέτοιο άστρο διαμέτρου μόλις 15 έως 20 χιλιομέτρων είναι τόσο συμπιεσμένη, ώστε ένα κουταλάκι από αυτήν θα ζύγιζε ένα δισεκατομμύριο τόνους πάνω στον πλανήτη μας. Κανένα επιστημονικό εργαστήριο στη Γη δεν έχει καταφέρει να αναπαράγει τέτοιες συνθήκες υπερ-πυκνότητας.

Το συγκεκριμένο άστρο νετρονίων ΙΕ 2259+586 εντοπίστηκε σε απόσταση περίπου 10.000 ετών φωτός από τη Γη, στην κατεύθυνση του βόρειου αστερισμού της Κασσιόπειας. Ανήκει στην υποκατηγορία των λεγόμενων μαγνητικών άστρων νετρονίων (magnetars), που αποτελούν τους ισχυρότερους μαγνήτες του σύμπαντος, καθώς έχουν ασύλληπτα ισχυρά μαγνητικά πεδία και κατά καιρούς εκτοξεύουν στο διάστημα υψηλής ενέργειας παλμούς (εκρήξεις).

Ο αστέρας νετρονίων (magnetar) 1E 2259+586, σε φωτογραφία ακτίνων Χ του υπολείμματος του σουπερνόβα CTB 109, φαίνεται να λάμπει έντονα σε μπλε και λευκό (τα χρώματα είναι ψευδή – μπήκαν εκ των υστέρων). The magnetar 1E 2259+586 shines a brilliant blue-white in this false-color X-ray image of the CTB 109 supernova remnant, which lies about 10,000 light-years away toward the constellation Cassiopeia. CTB 109 is only one of three supernova remnants in our galaxy known to harbor a magnetar. X-rays at low, medium and high energies are respectively shown in red, green, and blue in this image created from observations acquired by the European Space Agency's XMM-Newton satellite in 2002. Credit: ESA/XMM-Newton/M. Sasaki et al.

Οι παρατηρήσεις έδειξαν ότι το άστρο έκοψε ταχύτητα και έκτοτε σταδιακά μειώνει την ταχύτητα περιστροφής του, η οποία αρχικά ήταν μία περιστροφή κάθε επτά δευτερόλεπτα (περίπου οκτώ ανά λεπτό). Οι αστρονόμοι έως τώρα είχαν δει πάλσαρ να επιταχύνουν την περιστροφή τους, αλλά ποτέ να την επιβραδύνουν και αναρωτιούνται τι μπορεί να έχει προκαλέσει ένα τέτοιου είδους συμβάν.

Πριν την επιβράδυνση, το άστρο εξέπεμψε μια σύντομη αλλά ισχυρή έκρηξη ακτίνων-γάμα που έγινε αντιληπτή από το διαστημικό τηλεσκόπιο «Fermi» της NASA. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτή η έκλαμψη σηματοδότησε την έναρξη επιβράδυνσης της περιστροφής της αστρικής «σβούρας».