Czarne dziury nie istniejš?8 kwietnia 2005
Tak twierdzi polski fizyk Paweł Mazur i jego amerykańscy koledzy. Pożeracze czasu i przestrzeni, których od lat poszukujš uczeni, sš tak naprawdę ciemnymi gwiazdami, choć całkiem nowego typu.
Nowe gwiazdy - nazwane grawastarami - sš podobnych rozmiarów i zawierajš tyle samo masy co czarne dziury, ale w odróżnieniu od tych "próżnych" tworów majš materialnš powierzchnię. Jest niš niezwykle cienka skorupa zbudowana z materii nieznanej na Ziemi, w której dwięk rozchodzi się z prędkociš wiatła. Wnętrze gwiazd wypełnia skoncentrowana ciemna energia, której cinienie nie dopuszcza do tego, by gwiazda się zapadła i utworzyła czarnš dziurę - opisuje prof. Marek Abramowicz z Uniwersytetu w Göteborgu. Grawastary byłyby więc bšblami ciemnej energii, której natury jeszcze nie znamy, otoczonymi warstewkš materii, której nikt nigdy nie widział na Ziemi. Czy to nie jest kompletnie zwariowana teoria? Pomysł jest szalony, ale nie niemożliwy - istnienie grawastarów nie jest wszak sprzeczne z teoriš Einsteina.
Czarne kontra ciemne
Na trop grawastarów wpadli w połowie lat 90. Paweł Mazur (pracuje na Uniwersytecie Karoliny Południowej) i Emil Mottola (laboratoria Los Alamos w Nowym Meksyku). Dopiero jesieniš 2001 roku zdecydowali się opublikować wyniki, a wkrótce potem opowiedzieli o nich na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego. Od tego czasu hipoteza zdobywa zwolenników. Teraz antydziurowš teorię przedstawiono na internetowych stronach tygodnika "Nature". - Jestem pewien, że kosmos jest wypełniony grawastarami zamiast czarnymi dziurami - twierdzi George Chapline z Narodowych Laboratoriów Lawrence'a w Kalifornii, który ostatnio także opublikował w sieci pracę zatytułowanš "Gwiazdy ciemnej energii".
Fot. AP
- Oczywicie nie brakuje ludzi, którzy naszš teorię traktujš jak żart - mówi Paweł Mazur. - Przychodzšcy na seminaria fizycy sš zazwyczaj bardzo uprzejmi i cierpliwie słuchajš, ale zazwyczaj z niedowierzaniem kręcš głowami. Niektórzy jednak bardzo się podniecajš - dodaje Emil Mottola. Podobnie niedorzeczne wydawały się z poczštku czarne dziury. Nikt w nie nie wierzył, choć taka możliwoć wynikała z równań Einsteina (swojš drogš, on też nie wierzył, choć nie potrafił wyjanić dlaczego). W 1939 roku dwaj amerykańscy fizycy - Robert Oppenheimer (ten sam, który póniej kierował budowš bomby atomowej) oraz Hartland Snyder - podali matematyczny opis grawitacyjnego procesu zapadania się gwiazdy pod wpływem własnej siły cišżenia. Były to jednak czyste spekulacje. Jeszcze pod koniec lat 50. wielu wybitnych fizyków zapewniało swoich studentów, że istnienie czarnych dziur jest niemożliwe. Nigdzie we Wszechwiecie nie znaleziono tworów, które skurczyłyby się aż do... matematycznego punktu zwanego osobliwociš. Dyskusje na ten temat uważano za jałowe. Jak zresztš zobaczyć co, co z zasady jest niewidoczne, bo połyka wszelkie padajšce nań wiatło?
Dziura na 99 procent
Jakby na przekór tym wštpliwociom hipotetyczne czarne dziury przebojem zdobyły popularnoć i miejsce w szkolnych podręcznikach. Dużo zawdzięczajš swej medialnej nazwie, którš w 1968 roku wymylił amerykański fizyk John Wheeler. Ale prawdziwym powodem, dla którego w latach 70. astrofizycy przypomnieli sobie o czarnych dziurach, były pierwsze sygnały, że te obiekty rzeczywicie istniejš. Pierwszym podejrzanym obiektem był Cygnus X-1 znaleziony w konstelacji Łabędzia, który emitował promieniowanie rentgenowskie. Kiedy skierowano nań teleskopy, zobaczono zwykłš gwiazdę, która zdawała się kršżyć wokół jakiego niewidzialnego towarzysza o masie aż dziesięciu słońc. Gdyby ten towarzysz był gwiazdš, powinien wiecić, i to jasno.
Podobnych kandydatów na czarne dziury jest coraz więcej. Jeden z nich, prawdziwe monstrum o masie kilku milionów słońc, siedzi w centrum Drogi Mlecznej. Ale żaden z astrofizyków nie da sobie głowy ucišć, że to rzeczywicie dziury w przestrzeni i czasie. Nawet wielki miłonik tych stworów Kip Thorne pisał: "Prawdopodobieństwo, że który z kandydatów na czarne dziury rzeczywicie jest czarnš dziurš, wynosi moim zdaniem 99 proc. Ale KTÓRY? Nie wiem!".
Z próżnego i Salomon nie naleje?
Czarne dziury sš pełne paradoksów. Wiadomo że osobliwoci, do której kurczy się materia, nie jest w stanie opisać teoria Einsteina, lecz jedynie kwantowa teoria grawitacji, której jednak jeszcze nikt nie wymylił.
Zwolennicy grawastarów sšdzš jednak, że kwantowa teoria wchodzi do gry już na wczeniejszym etapie zapadania się gwiazdy, zanim jeszcze zniknie ona pod tzw. horyzontem, spod którego już nic, nawet wiatło, nie jest w stanie uciec. - Do utworzenia się takiego horyzontu nigdy nie dochodzi - twierdzi George Chapline. - Chwilę przedtem, pod wpływem ogromnej siły cišżenia, zarówno materia jak i próżnia zmieniajš swój stan skupienia. To tak, jakby z pary wodnej w powietrzu tworzyła się kropla wody. W próżni skrapla się bšbel skoncentrowanej ciemnej energii, otoczony cieniutkš błonš materii o ogromnej, ale skończonej gęstoci - opowiada Chapline. Paweł Mazur i Emil Mottola wykazali, że taki bšbel jest stabilny i nie może się skurczyć do punktu ani nie eksploduje. Chapline nawet sugeruje, że cała przestrzeń kosmiczna mogła być kiedy bliska stanu krytycznego, jak nasycone parš powietrze, i w wielu miejscach doszło do skraplania się ciemnej energii. Może włanie taka materia wypełnia galaktyki?
- Astrofizycy majš prawdziwy kłopot, ponieważ obserwacyjne odróżnienie czarnej dziury od grawastara nie jest praktycznie możliwe - twierdzi prof. Marek Abramowicz. Grawastary sš tak samo ciemne jak czarne dziury. I w jednym, i w drugim przypadku wieci tylko spadajšca na nie materia. - Jak większoć fizyków optuję za czarnymi dziurami, ale w fizyce prawdy nie ustala się przez głosowanie - dodaje prof. Abramowicz. - Najważniejszych odkryć dokonano pod pršd, przeciwko opinii większoci. Grawastary to bardzo poważna idea, a o jej prawdziwoci mogš rozstrzygnšć tylko obserwacje. Staram się więc wymylić jaki sposób na to, by je odróżnić od czarnych dziur, ale nie mam dobrego pomysłu. Na razie nikt nie ma.
tłumaczenie: Piotr Cieliński
źródło: Gazeta.pl - 04.04.2005r.
Czarne kontra ciemne
Na trop grawastarów wpadli w połowie lat 90. Paweł Mazur (pracuje na Uniwersytecie Karoliny Południowej) i Emil Mottola (laboratoria Los Alamos w Nowym Meksyku). Dopiero jesieniš 2001 roku zdecydowali się opublikować wyniki, a wkrótce potem opowiedzieli o nich na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego. Od tego czasu hipoteza zdobywa zwolenników. Teraz antydziurowš teorię przedstawiono na internetowych stronach tygodnika "Nature". - Jestem pewien, że kosmos jest wypełniony grawastarami zamiast czarnymi dziurami - twierdzi George Chapline z Narodowych Laboratoriów Lawrence'a w Kalifornii, który ostatnio także opublikował w sieci pracę zatytułowanš "Gwiazdy ciemnej energii".
Fot. AP
- Oczywicie nie brakuje ludzi, którzy naszš teorię traktujš jak żart - mówi Paweł Mazur. - Przychodzšcy na seminaria fizycy sš zazwyczaj bardzo uprzejmi i cierpliwie słuchajš, ale zazwyczaj z niedowierzaniem kręcš głowami. Niektórzy jednak bardzo się podniecajš - dodaje Emil Mottola. Podobnie niedorzeczne wydawały się z poczštku czarne dziury. Nikt w nie nie wierzył, choć taka możliwoć wynikała z równań Einsteina (swojš drogš, on też nie wierzył, choć nie potrafił wyjanić dlaczego). W 1939 roku dwaj amerykańscy fizycy - Robert Oppenheimer (ten sam, który póniej kierował budowš bomby atomowej) oraz Hartland Snyder - podali matematyczny opis grawitacyjnego procesu zapadania się gwiazdy pod wpływem własnej siły cišżenia. Były to jednak czyste spekulacje. Jeszcze pod koniec lat 50. wielu wybitnych fizyków zapewniało swoich studentów, że istnienie czarnych dziur jest niemożliwe. Nigdzie we Wszechwiecie nie znaleziono tworów, które skurczyłyby się aż do... matematycznego punktu zwanego osobliwociš. Dyskusje na ten temat uważano za jałowe. Jak zresztš zobaczyć co, co z zasady jest niewidoczne, bo połyka wszelkie padajšce nań wiatło?
Dziura na 99 procent
Jakby na przekór tym wštpliwociom hipotetyczne czarne dziury przebojem zdobyły popularnoć i miejsce w szkolnych podręcznikach. Dużo zawdzięczajš swej medialnej nazwie, którš w 1968 roku wymylił amerykański fizyk John Wheeler. Ale prawdziwym powodem, dla którego w latach 70. astrofizycy przypomnieli sobie o czarnych dziurach, były pierwsze sygnały, że te obiekty rzeczywicie istniejš. Pierwszym podejrzanym obiektem był Cygnus X-1 znaleziony w konstelacji Łabędzia, który emitował promieniowanie rentgenowskie. Kiedy skierowano nań teleskopy, zobaczono zwykłš gwiazdę, która zdawała się kršżyć wokół jakiego niewidzialnego towarzysza o masie aż dziesięciu słońc. Gdyby ten towarzysz był gwiazdš, powinien wiecić, i to jasno.
Podobnych kandydatów na czarne dziury jest coraz więcej. Jeden z nich, prawdziwe monstrum o masie kilku milionów słońc, siedzi w centrum Drogi Mlecznej. Ale żaden z astrofizyków nie da sobie głowy ucišć, że to rzeczywicie dziury w przestrzeni i czasie. Nawet wielki miłonik tych stworów Kip Thorne pisał: "Prawdopodobieństwo, że który z kandydatów na czarne dziury rzeczywicie jest czarnš dziurš, wynosi moim zdaniem 99 proc. Ale KTÓRY? Nie wiem!".
Z próżnego i Salomon nie naleje?
Czarne dziury sš pełne paradoksów. Wiadomo że osobliwoci, do której kurczy się materia, nie jest w stanie opisać teoria Einsteina, lecz jedynie kwantowa teoria grawitacji, której jednak jeszcze nikt nie wymylił.
Zwolennicy grawastarów sšdzš jednak, że kwantowa teoria wchodzi do gry już na wczeniejszym etapie zapadania się gwiazdy, zanim jeszcze zniknie ona pod tzw. horyzontem, spod którego już nic, nawet wiatło, nie jest w stanie uciec. - Do utworzenia się takiego horyzontu nigdy nie dochodzi - twierdzi George Chapline. - Chwilę przedtem, pod wpływem ogromnej siły cišżenia, zarówno materia jak i próżnia zmieniajš swój stan skupienia. To tak, jakby z pary wodnej w powietrzu tworzyła się kropla wody. W próżni skrapla się bšbel skoncentrowanej ciemnej energii, otoczony cieniutkš błonš materii o ogromnej, ale skończonej gęstoci - opowiada Chapline. Paweł Mazur i Emil Mottola wykazali, że taki bšbel jest stabilny i nie może się skurczyć do punktu ani nie eksploduje. Chapline nawet sugeruje, że cała przestrzeń kosmiczna mogła być kiedy bliska stanu krytycznego, jak nasycone parš powietrze, i w wielu miejscach doszło do skraplania się ciemnej energii. Może włanie taka materia wypełnia galaktyki?
- Astrofizycy majš prawdziwy kłopot, ponieważ obserwacyjne odróżnienie czarnej dziury od grawastara nie jest praktycznie możliwe - twierdzi prof. Marek Abramowicz. Grawastary sš tak samo ciemne jak czarne dziury. I w jednym, i w drugim przypadku wieci tylko spadajšca na nie materia. - Jak większoć fizyków optuję za czarnymi dziurami, ale w fizyce prawdy nie ustala się przez głosowanie - dodaje prof. Abramowicz. - Najważniejszych odkryć dokonano pod pršd, przeciwko opinii większoci. Grawastary to bardzo poważna idea, a o jej prawdziwoci mogš rozstrzygnšć tylko obserwacje. Staram się więc wymylić jaki sposób na to, by je odróżnić od czarnych dziur, ale nie mam dobrego pomysłu. Na razie nikt nie ma.
tłumaczenie: Piotr Cieliński
źródło: Gazeta.pl - 04.04.2005r.