To θρυλικό διαστημικό σκάφος Voyager 1 υπονομεύει την θεωρία ότι η σκοτεινή ύλη είναι μικροσκοπικές ...μαύρες τρύπες
Το πιο απομεμακρυσμένο διαστημικό σκάφος της ανθρωπότητας, το 41χρονο Voyager 1 της NASA, δημιούργησε αμφιβολίες σε μια μακρόχρονη θεωρία για τη Σκοτεινή ύλη. Μερικοί θεωρητικοί υποστηρίζουν ότι το μυστηριώδες αυτό, αόρατο...κάτι, το οποίο αποτελεί το 85% της ύλης του Σύμπαντος, θα μπορούσε να αποτελείται από αμέτρητες μαύρες τρύπες, οι οποίες παραμένουν από τη Μεγάλη έκρηξη. Όμως, η θρυλική διαστημοσυσκευή Voyager 1, η οποία ξεκίνησε το μεγάλο της ταξίδι το 1977, και βρέθηκε έξω από το Ηλιακό μας σύστημα πριν από 6 χρόνια, δεν βλέπει κανένα σημάδι τέτοιων συγκεντρώσεων, αναφέρουν δυο θεωρητικοί φυσικοί. Τα δεδομένα δεν αναιρούν την ιδέα ότι η σκοτεινή ύλη είναι εντελώς μαύρες τρύπες , ωστόσο, το Voyager 1 μπορεί να ανιχνεύσει μόνο μικροσκοπικές μαύρες τρύπες.
"Ποτέ δεν πίστευα ότι θα μπορούσαμε να συμβάλουμε με οποιονδήποτε τρόπο στη μελέτη της σκοτεινής ύλης", λέει ο Alan Cummings, διαστημικός επιστήμονας στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια στην Πασαντένα, ο οποίος εργάστηκε στο Voyager 1 από το 1973 και δεν συμμετείχε στην ανάλυση. "Αυτό είναι υπέροχο!"
Για δεκαετίες, οι αστροφυσικοί θεωρούσαν ότι ένα είδος αόρατης ύλης παρέχει τη βαρύτητα που απαιτείται για να συγκρατιούνται ενωμένοι γαλαξίες, όπως ο Γαλαξίας μας. Για αρκετό καιρό, ορισμένοι επιστήμονες υπέθεταν ότι η σκοτεινή ύλη μπορεί να αποτελείται από μαύρες τρύπες, κόμβους υπερβολικά έντονων βαρυτικών πεδίων, τα οποία τυπικά δημιουργούνται όταν αστέρια με μεγάλη μάζα καταρρέουν κάτω από το ίδιο τους το βάρος τους σε απειροελάχιστα σημεία.
Αλλά το να κάνεις τις μαύρες τρύπες να συμπεριφέρονται σαν σκοτεινή ύλη είναι δύσκολη υπόθεση. Στο σύμπαν, η σκοτεινή ύλη αντισταθμίζει τη συνηθισμένη ύλη με αναλογία έξι προς ένα, και δεν μπορεί να έχουν υπάρξει αρκετά αστέρια που να καταρρέουν κάτω από το βάρος τους για να παράγουν μια τέτοια ασύμμετρη αναλογία. Έτσι, οι μαύρες τρύπες θα έπρεπε να προκύψουν με διαφορετικό τρόπο, μέσα από την κατάρρευση των μικροσκοπικών διακυμάνσεων στη "σούπα" των θεμελιωδών σωματιδίων τα οποία γέμισαν το νεογέννητο Σύμπαν πολύ πριν σχηματιστούν τα αστέρια. Τέτοιες αρχέγονες μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να έχουν σχεδόν οποιαδήποτε μάζα, αλλά δεν μπορούν να είναι πάρα πολύ άφθονες ώστε να επιφέρουν σοβαρές διαφωνίες και παρερμηνείες στις αστρονομικές παρατηρήσεις. Για παράδειγμα, ενα πλήθος από μαύρες τρύπες πολύ πιο τεράστιες από τον Ήλιο θα κατέστρεφαν τους γαλαξίες, όπως τα βλήματα από ενα κανόνι θα κατέστρεφαν ενα πλήθος από ...πολυελαίους. Οι "ορδές" μικρότερων μελανών οπών θα πρέπει να διαστρέβλωναν τις εικόνες των πιο απομακρυσμένων αστεριών και του Γαλαξία μέσω των λεγόμενων βαρυτικών φακών.
"Τέτοιες παρατηρήσεις αφήνουν μόνο τρεις πιθανούς τομείς όσο αναφορά τις μάζες στις αρχέγονες μαύρες τρύπες", δηλώνει ο Bernard Carr, κοσμολόγος στο Πανεπιστήμιο Queen Mary του Λονδίνου, ο οποίος εργάστηκε πάνω στην ιδέα αυτή για 40 χρόνια. Θα μπορούσαν να έχουν μάζες μεταξύ μιας και δέκα φορές από αυτήν του Ήλιου, περίπου το ένα δισεκατομμυριοστό από τον Ήλιο, ή πιο κάτω, περίπου ένα τετράκις τρισεκατομμυριοστό από εκείνη του Ήλιου - 10 δισεκατομμύρια μετρικούς τόνους. Αυτές οι μικρότατες μαύρες τρύπες θα ήταν τόσο μεγάλες όσο ένας ατομικός πυρήνας.
Αλλά αν είναι εκεί, οι μικροσκοπικές αυτές μαύρες τρύπες θα πρέπει να παράγουν μια προειδοποιητική ακτινοβολία που θα πρέπει να δει το Voyager 1, υποστηρίζουν οι Mathieu Boudaud και Marco Cirelli, θεωρητικοί στο Πανεπιστήμιο της Σορβόννης στο Παρίσι, σε έντυπη επιστολή τους στο Physical Review Letters. Οι μαύρες τρύπες κερδίζουν το όνομά τους γιατί τίποτα που βρίσκεται πολύ κοντά σε αυτά τα αινίγματα του Σύμπαντος, ακόμα και το φως, δεν μπορεί να ξεφύγει. Ωστόσο, το 1973, ο αείμνηστος Stephen Hawking υποστήριξε ότι παρόλα αυτά οι μαύρες τρύπες πρέπει να ακτινοβολούν λίγο φως και σωματίδια.
Σύμφωνα με την Κβαντική μηχανική, το κενό διάστημα στροβιλίζεται από ζεύγη σωματιδίων-αντισωματιδίων τα οποία το διαπερνούν καθώς εναλλάσσονται ανάμεσα στην ύπαρξη και την ανυπαρξία. Ο Hawking συνειδητοποίησε ότι αν ένα τέτοιο ζευγάρι αναδυθεί από την ανυπαρξία ακριβώς στη σωστή απόσταση από μια μαύρη τρύπα, τότε ένα σωματίδιο μπορεί να "πέσει" στη μαύρη τρύπα ενώ το άλλο "πετά" μακριά δημιουργώντας αυτό που ονομάζεται ακτινοβολία Hawking. Όσο μικρότερη είναι η μαύρη τρύπα, τόσο πιο καυτή θα είναι και τόσο περισσότερο θα ακτινοβολεί.
Μικρές μαύρες τρύπες βάρους 10 δισεκατομμυρίων μετρικών τόνων θα πρέπει να είναι αρκετά καυτές ώστε να ακτινοβολούν Ηλεκτρόνια και Ποζιτρόνια. Οι επίγειοι ανιχνευτές δεν θα μπορούσαν να εντοπίσουν αυτά τα σωματίδια χαμηλής ενέργειας, καθώς θα εκτρέπονταν από το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου. Αλλά το Voyager 1 πρέπει να είναι σε θέση να τα εντοπίσει από τη θέση του, η οποία είναι έξω από τη μαγνητική "φούσκα του Ήλιου, την λεγόμενη Ηλιόσφαιρα.
Στην πραγματικότητα, αφού βγήκε από την Ηλιόσφαιρα το 2012, το Voyager 1 μέτρησε μια μικρή, σταθερή ροή ποζιτρονίων και ηλεκτρονίων. Αλλά ακόμα κι αν όλα προέρχονται από μικροσκοπικές μαύρες τρύπες, δεν θα υπήρχαν αρκετές μαύρες τρύπες για να αντιπροσωπεύσουν περισσότερο από το 1% της σκοτεινής ύλης του Γαλαξία μας, υπολογίζουν οι Boudaud και Cirelli. Ο Cummings δηλώνει ότι το ενεργειακό φάσμα των σωματιδίων υποδηλώνει ότι όλα προέρχονται από πιο κοινότυπες πηγές όπως τα υπολείμματα εκρήξεων υπερκαινοφανών αστέρων.
Το νέο έργο πλησιάζει στο να αποκλείσει τις χαμηλότερης μάζας πρώιμες μαύρες τρύπες ως σκοτεινή ύλη, λέει ο Carr, αν και προσθέτει ότι ανέκαθεν ευνόησε το σενάριο στο οποίο οι μαύρες τρύπες ζυγίζουν αρκετές ηλιακές μάζες. "Αυτή η [χαμηλής μάζας] περίπτωση δεν ήταν ποτέ η αγαπημένη μου", δηλώνει. "Δεν με ενοχλεί προσωπικά αν οι περιορισμοί τώρα αποκλείουν κάτι τέτοιο".
Το Voyager 1 δεν μπορεί να ερευνήσει για τις πρώιμες, μεγάλης μάζας μαύρες τρύπες. Θα ήταν τόσο βαριές και ψυχρές που δεν θα μπορούσαν να ακτινοβολούν μαζικά σωματίδια όπως τα ηλεκτρόνια και τα ποζιτρόνια. Αντ 'αυτού, θα λάμψουν μόνο ένα εξαιρετικά αδύνατο και πιθανόν μη ανιχνεύσιμο φως. Έτσι, προς το παρόν, η ιδέα της σκοτεινής ύλης - μαύρης τρύπας υφίσταται...
Από τον Adrian Cho
Αναρτήσεις μας για το Voyager 1 ΕΔΩ
……………….*………………..
Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις ομάδες μας στο
Facebook:
Και στο blog: Αστρονομία
και Επιστήμη
Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα
μπλε ή κόκκινα 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.
Για την ομάδα : @Aratosastronomy