Αρχέγονες μαύρες τρύπες:Από τον Hawking μέχρι σήμερα

Καλλιτεχνική απεικόνιση μιας από τις μεγαλύτερες και πιθανώς αρχέγονες μαύρες τρύπες η οποία βρίσκεται 130 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά
Καλλιτεχνική απεικόνιση μιας από τις μεγαλύτερες και πιθανώς αρχέγονες μαύρες τρύπες η οποία βρίσκεται 130 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά. ΙImage Credit: ESA/Hubble, M. Kornmesser

Σε αυτό το άρθρο θα ασχοληθούμε με τις αρχέγονες μαύρες τρύπες και τη σημασία τους στο σύμπαν. Αυτές οι μαύρες τρύπες μπορεί να είναι η απάντηση σε ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια του σύμπαντος σήμερα, τη σκοτεινή ύλη. Επίσης, πιθανόν να είναι η πηγή προέλευσης του χρυσού και του ουράνιου στο σύμπαν. Τι είναι όμως η σκοτεινή ύλη; Οι φυσικοί ακόμα και σήμερα ψάχνουν την απάντηση.  Αυτό που ξέρουμε είναι ότι σχετίζεται με την διαστολή του σύμπαντος. Επιπλέον γνωρίζουμε ότι αποτελεί το 27% του σύμπαντος και ότι η σκοτεινή δεν αποτελείται από συνηθισμένη ύλη, δηλαδή αστέρια, πλανήτες, γνωστά σωματίδια κτλ. Πρόσφατες έρευνες δείχνουν ότι αυτού του είδους οι μαύρες τρύπες μπορεί να αποτελούν ακόμα και το σύνολο της  σκοτεινής ύλης. Ωστόσο, η ιδέα πίσω από αυτές τι έρευνες είναι πολύ πιο παλιά.

Αρχέγονες μαύρες τρύπες: η ιστορία τους

Τι είναι όμως οι αρχέγονες μαύρες τρύπες; Τις πρώτες στιγμές της δημιουργίας του σύμπαντος, κάποιες περιοχές απέκτησαν υπερβολική μάζα και κατέρρευσαν δημιουργώντας μαύρες τρύπες Αυτές τις μαύρες τρύπες τις λέμε αρχέγονες  και πιθανόν μερικές να υπάρχουν ακόμα και σήμερα. Η αρχική ιδέα σχετικά με τη δημιουργία τους προέρχεται από το έργο του Stephen Hawking και Bernard Carr,το 1970. Αργότερα, τη δεκαετία του 1990, ήρθε να στηρίξει την ύπαρξη τους η θεωρία του “πληθωριστικού σύμπαντος”. Η θεωρία αυτή υποστηρίζει ότι μετά το “Big Bang”, το σύμπαν υπήρξε μια περίοδος ραγδαίας διαστολής. Αυτό το γεγονός πιθανώς να προκάλεσε τη γένεση τους. 

Ωστόσο, η ύπαρξη τους ή μη δεν ήταν δυνατόν να επαληθευτεί μέχρι πρόσφατα. Το 2015, παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά βαρυτικά κύματα. Τα βαρυτικά κύματα είναι ρυτιδώσεις του χωροχρόνου. Μια πιθανή εξήγηση είναι να συγχωνεύτηκαν δύο αρχέγονες μαύρες τρύπες τεράστιας μάζας, περίπου 30 φορές όσο η μάζα του ήλιου! Το πρόβλημα είναι ότι θα έπρεπε τέτοιες συχγωνεύσεις να συμβαίνουν πολύ σχυνά, σύμφωνα με τον  Yacine Ali-Haïmoud, καθηγητή Φσυικής στο πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης. Η κοσμολόγος Karsten Jedamzik , από το Université de Montpellier ήταν που έδωσε την εξήγηση σε αυτό το ερώτημα. Αυτές οι μαύρες τρύπες δημιουργούν ζευγάρια. Σε αυτά τα ζεύγη, η μία περιστρέφεται γύρω από την άλλη. Πολλές φορές όταν τα ζευγάρια αυτά έρχονται το ένα κοντά στο άλλο, μια τρίτη μαύρη τρύπα μπορεί να αλλάξει θέση με μία από τις αρχικές του ζευγαριού. Οπότε η συγχώνευση δύο αρχέγονων μαύρων τρυπών δεν συμβαίνει τόσο συχνά όσο θα περιμέναμε.

Μαύρες τρύπες που συγχωνεύονται
Μαύρες τρύπες που συγχωνεύονται Image Credit: NASA

Χρυσός και Σκοτεινή ύλη

Η προέλευση των βαρέων μετάλλων, όπως ο χρυσός και το ουράνιο, στο σύμπαν αποτελούσε από πάντα έναν γρίφο για τους αστροφυσικούς. Ενώ είναι γνωστή η διαδικασία με την οποία γίνεται η σύνθεση αυτών των στοιχείων, το ερώτημα είναι πού ακριβώς στο σύμπαν συμβαίνει; Μια πιθανή απάντηση σε αυτό δίνει ο George Fuller, καθηγητής φυσικής στο University of California, San Diego (UCSD). Ο Fuller  και οι συνεργάτες του πρότειναν ως εξήγηση αστέρες νετρονίων που καταπίνουν μικροσκοπικές μαύρες τρύπες και στη συνέχεια οι αστέρες αυτοί καταβροχθίζονται από μέσα προς τα έξω. Τέτοιες μικροσκοπικές μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να έχουν δημιουργηθεί αμέσως μετά το Big Bang. Αρχέγονες μαύρες τρύπες ίσες με το ένα εκατομμυριοστό της μάζας του Ήλιου οι οποίες εκρήγνυνται μέσα σε αστέρες νετρονίων, θα δημιουργούσαν τις κατάλληλες συνθήκες για τη δημιουργία χρυσού και ουρανίου.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΑ

Τι είναι η σκοτεινή ύλη; Μέχρι πρόσφατα οι επιστήμονες ήξεραν κυρίως τι δεν είναι. Δεν είναι η συνηθισμένη ύλη που βλέπουμε γύρω μας. Όμως, αυτό μάλλον θα αλλάξει καθώς αρχέγονες μαύρες τρύπες μπορεί να αποτελούν μέρος ή ακόμη και το σύνολο της σκοτεινής ύλης, σύμφωνα με διεθνή ομάδα ερευνητών από το Kavli IPMU, στην Ιαπωνία. Μια ενδιαφέρουσα πιθανότητα είναι ότι οι αρχέγονες μαύρες τρύπες μπορεί να σχηματίστηκαν από “σύμπαντα βρέφη” κατά  τις πρώτες στιγμές της δημιουργίας του σύμπαντος. Σύμφωνα με την θεωρία του Einstein, αν ένα τέτοιο σύμπαν βρέφος είναι πάνω από ένα συγκεκριμένο κρίσιμο μέγεθος, εμφανίζεται διαφορετικό σε έναν εσωτερικό από ότι σε έναν εξωτερικό παρατηρητή. Έναν εσωτερικός παρατηρητής θα το έβλεπε σαν ένα σύμπαν που διαστέλλεται. Ενώ, ένας εξωτερικός παρατηρητής θα το έβλεπε σαν μια μαύρη τρύπα!

Συμπεράσματα

Ας δούμε τι συμπεράσματα αλλά και τι ερωτήματα προκύπτουν από τα παραπάνω. Πρώτον, οι αρχέγονες μαύρες τρύπες μπορούν να είναι μικροσκοπικές ή τεράστιες. Δεύτερον, πιθανόν να είναι η πηγή του χρυσού, του ουράνιου και άλλων μετάλλων. Τρίτον, πιθανόν να είναι η μυστηριώδης σκοτεινή ύλη με την οποία οι επιστήμονες ασχολούνται εδώ και δεκαετίες. Αλλά, αν δεχτούμε την θεωρία του Einstein,  οι αρχέγονες μαύρες τρύπες είναι σύμπαντα βρέφη, απλώς εμείς τα βλέπουμε ως μαύρες τρύπες. Αυτό όμως  σημαίνει ότι κι εμείς μπορεί να ζούμε μέσα σε ένα σύμπαν βρέφος μέσα σε ένα τεράστιο πολύ-σύμπαν και ένας εξωτερικός παρατηρητής μας βλέπει σαν  μια μαύρη τρύπα;

 

 

 

Πηγές άρθρου:

• Lucy, M.(2017).Primordial black holes may create gold and other heavy elements.Ανακτήθηκε από https://cosmosmagazine.com/physics/primordial-black-holes-may-create-gold-and-other-heavy-elements/(τελευταία πρόσβαση 17.01.2021)

• Sokol,J.(2020).Physicists Argue That Black Holes From the Big Bang Could Be the Dark Matter.Ανακτήθηκε από https://www.quantamagazine.org/black-holes-from-the-big-bang-could-be-the-dark-matter-20200923/ (τελευταία πρόσβαση 16.01.2021)

 • Dark Energy, Dark Matter. Ανακτήθηκε από https://science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-is-dark-energy.(τελευταία πρόσβαση 11.01.2021)
 • Primordial black holes and the search for dark matter from the multiverse. (2020)Ανακτήθηκε από https://www.sciencedaily.com/releases/2020/12/201228095432.htm.(τελευταία πρόσβαση 17.01.2021)

Λίγα λόγια για τον συντάκτη

Παναγιώτα Μπαμπουρδά

Έχω σπουδάσει στο τμήμα Μαθηματικών του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων. Ασχολούμαι με την δευτεροβάθμια εκπαίδευση. Στον ελεύθερο μου χρόνο μου αρέσει να ζωγραφίζω,να χορεύω tango και latin χορούς, να βγάζω φωτογραφίες, να διαβάζω λογοτεχνία και να βλέπω ταινίες. Με ενδιαφέρουν πολύ η Αστρονομία και η Αστροφυσική.

Εβδομαδιαία ενημέρωση απο το maxmag στο email σου

Η ενημέρωση σου, για όλα τα θέματα, επί παντός επιστητού, είναι προτεραιότητα για μας στο MAXMAG. Αυτός είναι κ ο λόγος, για τον οποίο κάθε εβδομάδα οι συντάκτες μας θα επιλέγουν τα 15 σημαντικότερα άρθρα, από όλες τις στήλες του περιοδικού και θα φροντίζουμε να τα λαμβάνεις απευθείας στο email σου. Όλες οι σημαντικές ειδήσεις θα σε περιμένουν να τις ανοίξεις. Το μόνο που χρειάζεται να κάνεις είναι μια εγγραφή στο Newsletter μας. Τι περιμένεις λοιπόν;