Εικόνα1. Jean-Pierre
Luminet
Οι μαύρες τρύπες είναι
τόσο ...¨εξωφρενικές¨, που οι επιστήμονες που τις φαντάζονταν για πρώτη φορά,
πίστευαν ότι δεν θα μπορούσαν ενδεχομένως να υπάρχουν στην πραγματικότητα. Σχηματίζονται
από ογκώδη αστέρια που έχουν καταρρεύσει, και είναι τόσο πυκνά ώστε να μην μπορεί
να ξεφύγει τίποτα από την βαρυτική έλξη τους, συμπεριλαμβανομένου και του φωτός.
Οι μαύρες τρύπες αντιμάχονται τόσο πολύ με το χωροχρόνο, που οι επιστήμονες
έχουν αναρωτηθεί εδώ και πολύ καιρό: Πώς ακριβώς μοιάζουν αυτά τα τέρατα του
Σύμπαντος, πως είναι στην όψη, μπορούμε άραγε να τα δούμε;
Μπορεί να βρισκόμαστε
πολύ κοντά στο να παρατηρήσουμε αυτά τα αινιγματικά αντικείμενα του Σύμπαντος,
χάρις στο Τηλεσκόπιο Event Horizon, το 1979 όμως που δεν υπήρχε μια τέτοια
προοπτική στον ορίζοντα, ο Jean-Pierre Luminet δημιούργησε την πρώτη
"εικόνα" μιας μαύρης τρύπας, χρησιμοποιώντας μόνο έναν υπολογιστή της εποχής
εκείνης, πολλά μαθηματικά και …ινδικά μελάνια.
Το πρόβλημα με την
απεικόνιση μιας μαύρης τρύπας είναι ότι, εξ ορισμού, δεν εκπέμπει φως ή έστω
κάποια μορφής ακτινοβολία. Ευτυχώς, οι μεγάλες μαύρες τρύπες βρίσκονται συνήθως
δίπλα σε άλλα αστέρια απορροφώντας την ύλη τους, κάτι που μπορούν να δουν οι
αστρονόμοι. "Καθώς τα [αέρια από τα αστέρια] ¨πέφτουν¨ προς τη μαύρη
τρύπα, γίνεται ολοένα και πιο καυτή, και έτσι αρχίζει να εκπέμπει ακτινοβολία.
Εικόνα 2. Αντικείμενο Cygnus X-1.Μαύρη τρύπα καταβροχθίζει τον συνοδό της, έναν μπλε υπεργίγαντα. Πηγή
Πρόκειται για μια καλή
πηγή φωτός: ¨οι δακτύλιοι προσαύξησης
λάμπουν και φωτίζουν την κεντρική μαύρη τρύπα¨, γράφει ο Luminet στο blog
του e-Luminesciences.
Το χαρακτηριστικό
γνώρισμα μιας μαύρης τρύπας είναι η περιοχή που ονομάζεται "Ορίζοντας Γεγονότων". Πρόκειται για το σημείο που δεν υπάρχει επιστροφή για την ύλη
και το φως. Στην περιφέρειά της, τα υλικά που απορροφώνται από τα γειτονικά
αστέρια σχηματίζουν ένα δίσκο που ονομάζεται "Δίσκος Προσαύξησης",
που απεικονίζεται στην ταινία Interstellar (Εικόνα 3) ως δύο φωτεινοί δίσκοι,
κάθετοι μεταξύ τους.
Αυτό όμως δεν είναι
τίποτα άλλο παρά μια ψευδαίσθηση, - υπάρχει μόνο ένας δίσκος στον ισημερινό της
μαύρης τρύπας, αλλά το φως είναι καμπυλωμένο προς τα πάνω από την ακραία βαρύτητα
της μαύρης τρύπας (λόγω του φαινομένου του βαρυτικού φακού ).
Η εκπληκτική εικόνα του
Luminet απεικονίζει δύο άλλα σημαντικά φαινόμενα που δεν εμφανίζονται στην
ταινία Interstellar.
Εικόνα 3. ¨Gargantua¨
Ένα είναι γεγονός: ότι η ενέργεια και το φως είναι ισχυρότερα
κοντά στην άκρη μιας μαύρης τρύπας , και πιο αδύναμα μακριά της. Ένα άλλο είναι
ότι τα φαινόμενο Ντόπλερ καθώς και το σύνολο από τα φαινόμενα Αϊνστάιν που
προκαλούνται από την περιστροφή του δίσκου προσαύξησης, κάνει το φως να
φαίνεται πιο φωτεινό στη μία πλευρά, ανάλογα με την κατεύθυνση της περιστροφής της
μαύρης τρύπας.
Στην εικόνα του Luminet, ο δίσκος προσαύξησης περιστρέφεται αριστερόστροφα,
οπότε το φως του φθάνει στον θεατή στα αριστερά και εξασθενεί στα δεξιά,
καθιστώντας την αριστερή πλευρά πιο λαμπερή.
Όλα αυτά έχουν σαν
αποτέλεσμα η μαύρη τρύπα να είναι πολύ φωτεινότερη στο κέντρο και αριστερά,
όπως απεικονίζεται στην εικόνα του Luminet, αλλά όχι στη μαύρη τρύπα
"Gargantua" που δημιούργησε η ομάδα ειδικών εφέ της ταινίας Interstellar. "Μια ρεαλιστική εικόνα πρέπει να δείχνει μια ισχυρή ασυμμετρία της
φωτεινότητας του δίσκου προσαύξησης, έτσι ώστε η μία πλευρά να είναι φωτεινότερη από την άλλη πλευρά η οποία θα
πρέπει να είναι πολύ πιο αμυδρή",
όπως δηλώνει ο Luminet.
(Ο ειδικός για τις μαύρες
τρύπες της ταινίας Interstellar και πρόσφατα βραβευμένος με το 1/3 του βραβείου Νομπέλ Φυσικής Kip Thorne το γνώριζε πολύ καλά αυτό , αλλά ο σκηνοθέτης
Christopher Nolan το άφησε έξω για να μην προκαλέσει σύγχυση στο κοινό.)
Η Luminet υπολογίζει όλα
αυτά το 1979, χρησιμοποιώντας τον υπολογιστή IBM 7040 mainframe,
έναν πρώιμο υπολογιστή τρανζίστορ με εισόδους καρτών διάτρησης. Το μηχάνημα
παρήγαγε ισολίνες (γραμμές
που έχουν τις ίδιες αριθμητικές τιμές) για την κατασκευή της εικόνας του, οι οποίες "μεταφράζονταν άμεσα ως ομαλές καμπύλες χρησιμοποιώντας το
λογισμικό σχεδίασης που ήταν διαθέσιμο εκείνη τη εποχή", όπως δήλωσε ο Luminet με
ηλεκτρονικό ταχυδρομείο στον ιστότοπο Engadget.
Για να δημιουργήσει όμως
την τελική εικόνα, βασίστηκε στο άλλο πάθος του: την τέχνη. Χρησιμοποιώντας
αριθμητικά δεδομένα από τον υπολογιστή, σχεδίασε απευθείας σε χαρτί αρνητικής
εικόνας με μαύρο Ινδικό μελάνι, βάζοντας κουκκίδες σε πυκνή διάταξη, όπου η
προσομοίωση έδειξε ότι υπήρχε περισσότερο φως. "Στη συνέχεια, πήρα το αρνητικό της αρνητικής εικόνας που έφτιαξα,
έτσι ώστε για να δημιουργήσω τη θετική εικόνα. Έτσι τα μαύρα σημεία γίνονται λευκά
και το λευκό φόντο γίνεται μαύρο".
Το αποτέλεσμα είναι μια
εικόνα που εξακολουθεί να αντέχει, και είναι πιο κοντά στην πραγματικότητα από
τη τεχνολογία ψηφιακών εφέ CGI που χρησιμοποιήθηκε από τους γραφίστες της ταινίας Interstellar. Επιπλέον, οι συνεχείς
προσομοιώσεις υπολογιστή που δημιουργήθηκαν από το κέντρο πτήσεων Goddard της NASA και άλλων ανάλογων
οργανισμών, εξακολουθούν να παρουσιάζουν τα ίδια καθοριστικά στοιχεία - ένας
λεπτός "δακτύλιος φωτονίων" στο κέντρο, το φαινόμενο Ντόπλερ και το φαινόμενο
της μετατόπισης προς
το Ερυθρό ή φαινόμενο Αϊνστάιν, καθώς και ένας διπλός δίσκος προσαύξησης
που προκαλείται από το φαινόμενο των βαρυτικών φακών. Καθόλου κακό για κάποιον
που έχει μόνο κάρτες διάτρησης και …Ινδικό μελάνι.
Πηγές υπάρχουν επίσης
και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε γράμματα)
Απόδοση
στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.
Για
διορθώσεις μετάφρασης ως προς το πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα,
γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com
η αφήστε μήνυμα inbox στη Σελίδα:
Επίσης εάν θέλετε να δημοσιευτεί στο
μπλόγκ μας κάποια δική σας εργασία, άρθρο, ή paper σχετικά με την επιστήμη,
αποστείλατε τα άρθρα αυτά συνοδευόμενα απαραίτητα από τη σχετική
βιβλιογραφία, και την σχετική έντυπη άδεια σας για δημοσίευση στο μπλόγκ
μας, στη διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com . Η δημοσίευση είναι εντελώς δωρεάν
Εάν,
κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη στο πρότυπο κείμενο η ομάδα μας
δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς την συναίνεση του αρθρογράφου.
Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με την πηγή του άρθρου.
Το
κείμενο υπόκειται σε επικαιροποίηση αν υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις ή νέα
στοιχεία που αφορούν το θέμα του άρθρου.
Από την ομάδα :
@Aratosastronomy