(3214) Gondolatok a fekete lyuk körül

Tibor bá’ fordítása online

 

A fekete lyuk ötletét Newton követői elvetették, Einstein utálta, Hawking pedig imádta. – Írja könyvében Marcia Bartusiak(balra).

Kinek ne lennének kedvencei a fekete lyukak? A természettudományok panteonjának misztikus teremtményei, amelyek fontos szerepet kaptak az időgépekben, más univerzumok kapuját képezték, és a bébi univerzumoknak adta életet. Manapság aligha lehet kinyitni egy természettudományos magazint úgy, hogy ne találjunk benne valami szikrázóan csodálatosat, ami a fekete lyukakhoz köthető. Például, ez év márciusában a Physics World-ben egy elméleti fizikus Princetonból előállt egy ötlettel, ami szerint idegen civilizációk iszonyatosan nagy méretű gyorsítóként fekete lyukakat használhatnak fel olyan neutrínó sugárnyaláb előállítására, ami itt a földön érzékelhető lenne. Éppen ezért felhívást intézet azokhoz a csillagászokhoz, akik földönkívüli élet után kutatnak, hogy kezdjenek el figyelni neutrínó sugárzásra.

Viszont a fizika nem volt mindig szerelmes a fekete lyukba. Marcia Bartusiak ragyogó könyvében bemutatja, hogy a fizikusok évtizedeken keresztül foggal-körömmel tiltakoztak a koncepció ellen. Említsük meg, hogy amikor Stephen Hawking első alkalommal közzétette elképzelését, ami szerint a már széles kőrben elfogadott tézisnek megfelelően a fekete lyukak sugárzanak, a fizikusok tömegesen fejezték ki hitetlenkedésüket. Amikor Hawking 1974-ben, első alkalommal jelentette be felfedezését az Oxfordhoz közel eső Rutherford Laboratóriumban, az értekezést levezető ülnök a következő szavakkal zárta az összejövetelt „sajnálom Stephen, de ez abszolút hülyeség volt”.

E szellemes könyv egyik felvillanyozó részlete annak ismertetése, hogy az idők folyamán hányféle képen próbálták a fizikusok elutasítani a fekete lyukak létezését. Maga Einstein, a legbátrabb gondolkodó se tartotta elfogadhatónak. 1939-ben írt egy tanulmányt, amiben megpróbálta bizonyítani a fekete lyukak létezésének lehetetlenségét. Miközben manapság az emberek zöme a fekete  lyukat Einsteinnel és az általános relativitással asszociálja, mely utóbbinak az idén van a századik évfordulója. Viszont a fekete lyuk elképzelése időben visszamegy a XVIII. századig, és két tudós nevéhez fűződik. Az egyik volt Pierre-Simon de Laplace a francia matematikus, aki kijelentette, hogy nincs szükség Istenre a kozmikus rendszer megmagyarázásához. A természet matematikai törvényei elégségesek. A Laplace-t is megelőző tudós a ma már ismeretlen, angol John Michell volt, 1783-ban.

Michell akkor élt, amikor úgy gondolták, hogy a fény apró részecskék tömegéből áll, amit Newton korpuszkulumnak nevezett el. Michell úgy gondolta, hogy ezen részecskék áradata eltávozik egy csillagtól bele az űrbe, de ahogy a levegőbe feldobott labdát visszahúz a Föld, ugyanúgy a fényrészecskéket a gravitáció is vonzza és lelassítja. Amennyiben a gravitációs erő elég nagy a szökési sebesség meghaladhatja a fénysebességet, és így a fényrészecskét teljes mértékben visszahúzza. Ha pedig egyetlen korpuszkulum se tudja elhagyni a csillagot, akkor örökké láthatatlan marad.

Mitchell és Laplace a Newtoni keretek között gondolkodott, de az általános relativitás a „sötét csillagok” számára elméleti alapokkal szolgált. Az általános relativitás szerint magának a térnek van struktúrája. Ezt úgy kell elképzelni, mint egy hatalmas trambulint (ugrószőnyeget) csak négy dimenzióban. (A relativitásban az idő úgy működik, mint egy másik térdimenzió, tehát így összességében négy dimenzió van, amit téridőnek ismerünk). Ahogy egy ugrószőnyeg megnyúlik és begörbül, ha rárakunk egy kugligolyót, ugyanúgy Einstein elmélete szerint hatalmas tömeg, mint például a Nap, begörbíti a téridő anyagát. Amennyiben a kugligolyó elég sűrű és elég nehéz átlyukasztja az ugrószőnyegen. Az általános relativitás szerint ez történik akkor, amikor egy csillag elég sűrű ahhoz, hogy lyukat üssön a téridőben.

Úgy tűnik az egyenletek szerint, amennyiben egy csillag elér egy bizonyos sűrűséget, az anyaga ténylegesen eltűnik a Világmindenségből. Ráadásul egy szörnyű lyuk, vagy szingularitás elbújik az ismerhetőség szférájában, amit mi esemény horizontnak nevezünk – vagy, ahogy a franciák nevezik, katasztrófa szférában. Sir Arthur Eddigton, angol fizikust, aki a legelső kísérletet vezette az általános relativitás által előre jelezettek bizonyítására, annyira levették a lábáról ezek a kozmikus lyukak, hogy az 1935-ben tartott Királyi Asztronómiai Társaság ülésén kijelentette, kellene lenni egy természeti törvénynek, ami megakadályozza, hogy egy csillag ilyen abszurd állapotba kerüljön.

Bartusiak rávilágít, hogy fél évszázadon keresztül a fizikusok többsége a fekete lyukak mindössze matematikai találmánynak fogta fel, és hit valamilyen fizikai folyamatban, ami a végén közbe fog lépni, hogy ez a valóságban bekövetkezhessen. A konkrét bizonyításhoz szükség volt megteremteni a rádió-csillagászatot és a röntgen-csillagászatot, hogy az orosz kifejezéssel élve a „lefagyott csillagok” nem csak léteznek, de a távoli kozmoszban „mindennaposak”. Bartusiak szerint „Majdnem minden teljesen kifejlődött galaxis középpontjában található egy fekete lyuk. Úgy tűnik, hogy a galaxisok létezése függ tőle.”

Meg kell jegyezni, hogy Bartusiak, az „úgy tűnik” kifejezést használja, jó lehet, igen sok közvetett bizonyíték van a fekete lyukak létezésére, de közvetlen bizonyíték mind a ma napig nincs. Ez viszont sokáig nem fog magára váratni amennyiben a fizikusok erre a célra épített berendezések egyikében detektálni fogják azokat a gravitációs hullámokat, amiknek az emittálását az elmélet megjósolta.

Az elmúlt száz év alatt a fekete lyukak nagyban segítették a kozmosszal kapcsolatos alapvető ismereteinknek az átformálást. Míg a Newtoni univerzum statikus volt, az Einsteini univerzum dinamikus, változó és meglepően aktív. Ebből a könyvből oly szépen kiderül, hogy maga az elméleti fizika is egy dinamikusan evolválódó terület. A kozmoszban a fekete lyukak az anyagot mohón nyelik el, összeütköznek és felrobbannak, miközben hatalmas energia kötegeket lövellnek ki. A fizika tanszéken pedig intellektuális óriások ütköznek, darabokra tépik egymás ötleteit és dühkitöréseket lövellnek ki. A könyvben bemutatott csillagok megtalálhatok az égen és az előadótermekben egyaránt. Egyik helyen se lehet elképzelni vitatottabb vagy élvezhetőbb dolgot, mint a tudományos nyomozás.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Éljetek a lehetőségekkel!

11 gondolat erről: „(3214) Gondolatok a fekete lyuk körül

  1. Csodálkozom a fekete lyuk teórián. Majdnem akkora hülyeség mint az ősrobbanás. Az atomokban óriási energia van tárolva. A Cern gyorsító 200MW energiát használ fel, néhány atommag szétlövésére. Mekkora magenergia lenne betárolva egy fekete lyukba? Mikor azt látjuk, hogy egy bizonyos méreten túl, már nincsenek “hideg” bolygók, csak nukleáris erőművekként működő napok. Ha lenne a valóságban fekete lyuk, akkor az óriási gravitációs energia már beszippantotta volna az összes galaxist, az évmilliárdok alatt.

  2. 1. Már miért szippantotta volna be?
    A tömegvonzás törvényei éppen úgy működnek itt is, mint minden más anyagi testnél.
    A stabil pályán keringő égitestek ugyanúgy elliptikus pályán keringenek körülötte, mint a föld a nap körül, sőt, fekete lyukak is keringenek egymás körül tömegük és mozgásuk által meghatározott pályákon.
    A fekete lyuk csak azokat az égitesteket tudja beszippantani, amelyek túl közel kerülnek hozzá, és gravitációs erő olyan mértékig eldeformálja azokat, hogy megnyúlnak a központ felé, és az kiszippantja őket spirál alakban felcsavarodva.
    Ilyen pozíciók meg időnként kialakulnak, hiszen a galaxisok nem statikus alakzatok, azokban az anyag helyzete folyamatosan változik, így mindig akadnak áldozatok, de változó mértékben.
    Vannak békétlen vidékek, ahol zabálja a fekete lyuk a környezetét, van ahol elcsendesedett, mert éppen elfogytak az áldozatok…
    Persze amikor éppen két galaxis ütközik, akkor a fekete lyukak kölcsönösen végigporszívózzák a pályájukat, és jól megkavarják maguk mögött a csillagok mozgását, mint amikor belesuhintasz a levegőbe a napfényben táncoló porszemek közé…

  3. “Ha lenne a valóságban fekete lyuk, akkor az óriási gravitációs energia már beszippantotta volna az összes galaxist, az évmilliárdok alatt.”

    Pontosan. Majd miután beszippantotta, a hatalmas nyomás miatt szétrobbant. Ez az ősrobbanás. Valószínűleg pár tízmilliárd évente bekövetkezik.

  4. Re:1
    Nem piszkálásból mondom, de jobb ha update-eled magadat ebben a témában. 😉
    Tejút központi mozgatója egy szuper masszív fekete lyuk, ami annyira nem fikció, hogy a közvetlen környezete szépen le is van filmezve infra távcsővel, ahogy a legközelebbi csillagok keringenek körülötte.

    Amúgy a hipotetikus kérdés teljesen jogos, hogy mi lesz az anyaggal benne, és erre az a válasz, hogy egy határig bírja a gyűrődést, de a fekete lyuk középpontjában már nem, és megszűnik létezni, azonban a benne lévő fénykvantumok túlélik, ezáltal egy inverz nap lesz, ami nem kifele, hanem befelé süt.
    Emiatt a ciklikus Ősrobbanás modell nem érvényesül, cserébe kapunk egy nagyon fura béta téridőt zárt eseményhorizonttal.
    Második bekezdésre ne keress publikációt, mert nincs, ellenben az első bekezdésre találni fogsz bőven, sőt a majdani gravitációs távcsövek számára a “legfényesebb” objektumok pont a fekete lyukak lesznek.

  5. Ugyan már, vitatkoztok itt a feketeségről.
    Menjetek oda és nézzétek meg:

  6. Nagy szellemek ha (itt is) találkoznak… 🙂

    Sok ember a világon nem került távolabbra az otthonától 100 km-nél.
    Ami igaz az igaz, néhol a “Fekete Lyuk” (Black Hole) nevű sarki kocsma ott volt a falu végén…

    Nekem szerencsém volt – bejárhattam a teljes világegyetemet (sõt még azon is túl – Chuck Norrisnak van ott egy birtoka, de éppen kiment lovagolni ezért nem találkoztam vele) és meg kell mondjam van ott minden. Sajnos nem vagyok jó mesemondó ezért javasolni szeretnék nektek néhány jobbat azokból akik engem is tanítottak az elmúlt évtizedekben.: Isaac Asimov, Anderson Poul, Brian W. Aldiss, Boriss Wian, Lewis Caroll, C.S. Lewis, H.P. Lovecraft, Terry Pratchett, Kurt Vonnegut, H.G. Wells, Jules Verne, A.D. Foster, Dale Avery, Timothy Zahn, Stanislaw Lem, Ray Bradbury, Philip K. Dick, A.C. Clarke, Ilja Varsavszkij, Frederick Pohl, Sztrugackij, A. és B., Mark F. Wilson, Douglas Adams… 😉

  7. 7 Gerry

    “Sajnos nem vagyok jó mesemondó ezért javasolni szeretnék…”
    Nem biztos, hogy itt mesélünk.
    Verne megálmodta a holdutazást, és megvalósult.
    Stanislaw Lem nukleáris meghajtású rakétát álmodott a Magellán-felhőhöz.
    Putyin már készíti ezeket a hajtóműveket:
    https://hu.euronews.com/2019/08/12/putyin-a-viharmadar-legyozhetetlen
    “Az orosz elnök parlamenti beszédében – némi túlzással – azt is közölte, hogy a Viharmadár hatótávolsága „korlátlan”.”
    Az általad felsorolt többiek álma (vagy inkább terve), is megvalósulóban van, csak várnak még, hogy ne kelljen fizetni jogdíjat.

  8. Mi van ha az anyag (ami valojaban ugye ^csak^ energia) olyan format olt amit meg nem ismerunk.
    (Az esemeny horizont meg tudtommal nem egyenlo a szingularitassal, az csak a heja a feketelyuknak ami moge nemlathatunk be..tehat ott meg mogotte akar tul is elheti az anyag valami formaban, a kerdes mi van a szingularitas^ban^ – vagy meginkabb azon tul [feher-lyuk kijarat??])

    [+1 konyv ami Mindegyikotok hozzaszolasat tovabb bontogatja az extrem hatarokig (hatarnelkulisegig): Cixin Liu: A Harom-test Problema (trilogia)]

    Tovabbi szep napot mindenkinek.

  9. n/a – nem is arra gondoltam, hogy mesét mond itt néhány ember. De tanulni sose árt a régiektől, ahelyett, hogy néhány önmagát képzettnek gondoló személy szárnybontogató fantáziával próbálkozna elmagyarázni számunkra, – emberi aggyal – felfoghatatlan dolgokat.
    Az internet tele van idiótábbnál is idiótább írásokkal, amit szó szerint “szűkszemű” degeneráltak írnak, a náluk is alacsonyabb szinten tengődő hívőik, követőik számára. Gagyi, kidolgozatlan, alig néhány oldalas “fantasy”-förmedvényeket nyomnak az arcunkba és természetesen mindegyikük magasan az átlagemberek fölött lebeg – valahol a sokadik 1 szint magasságában, “kapcsolatteremtők” a szellemi lények és a fizikai szinten lézengő csonkított-agyú emberiség között… – de se tudásuk, se fantáziájuk nem elég arra, hogy képessé válhassanak hitelesnek látszódni.
    Az emberiség az utóbbi évszázadban szó szerint leamortizálódott, miközben kialakult egy felsőbb parazita hatalmi csoport és ma már ott tartunk, hogy csak elvétve találkozhatunk olyan emberekkel akiknek még maradt némi józan eszük és elfogadják, hogy a tudatlanság elfogadása egy olyan szükségszerű állapot amivel együtt kell élnünk. Ha a kételyt letagadjuk, a hazugság átveszi a uralmat. Az igaz, hogy a tudáshoz vezető út megtalálásához meg kell mozgatni a fantáziánkat, de amikor fogadatlan prókátorok hada, az “interneten keresztül megismert akárkinek egy akármilyen agyszüleményét”, adja tovább és hirdeti saját hiteként akkor nem beszélhetünk fejlődésről, csupán kétely nélküli “hithű” agyament követők millióiról…

    A szabad és értelmes irányt igénylő világnak talán örökre vége. Jöhet a sötétség kora. De az élet szép – akkor is ha néha keserédes…

    “Már csak a kő marad
    folyóágyába merülve
    mélyen a felszín alatt.”

  10. 6. hsz-ben javasoltam, hogy “Menjetek oda és nézzétek meg:”
    Nem mentetek. Rendben, akkor csináljatok (vagy csináltassatok) magatoknak egy fekete lyukat itt helyben.
    Nem sokkal bonyolultabb mint a hógolyókészítés.
    …és akkor Hawkingról is megemlékeztem:
    http://www.hetek.hu/hit_es_ertekek/201607/a_tulvilagba_nyitott_kaput_a_cern
    “Korábban Steven Hawking fizikus figyelmeztetett arra, hogy a hadronütköztető olyan miniatűr fekete lyukat hozhat létre, ami az egész univerzum stabilitását veszélyezteti.”

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük