Παρασκευή, 23 Οκτωβρίου 2009

Μαύρη τρύπα

Μαύρη τρύπα «τσέπης» δημιούργησαν Κινέζοι επιστήμονες
Δημιουργία τεχνητής μαύρης τρύπας σε κινεζικό εργαστήριο.


Μπορεί να αποτελούν κοσμικά φαινόμενα των οποίων και μόνο το όνομα φέρνει στο νου εικόνες συντέλειας…αλλά αυτό δε σημαίνει ότι δεν βγαίνουν σε «συσκευασία τσέπης» !

Ο λόγος για τις μαύρες τρύπες: ομάδα Κινέζων επιστημόνων του Νοτιοανατολικού Πανεπιστημίου (Ναντσίνγκ) δημιούργησε μία μαύρη τρύπα διαμέτρου οκτώμισι ιντσών, η οποία απορροφά κάθε είδους ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που κατευθύνεται πάνω της- χωρίς τα δυσάρεστα φαινόμενα χρονικής διαστολής και τη ραδιενεργή ακτινοβολία που συνοδεύουν τα «μεγάλα της αδέλφια».

Αυτός ο, κατά τα άλλα, απλός μεταλλικός δίσκος, χρησιμοποιεί τη γεωμετρία 60 ομόκεντρων δακτυλιδιών φτιαγμένων από μεταϋλικά για να παγιδεύει το φως. Τα μεταϋλικά επηρεάζουν τις μαγνητικές ιδιότητες του διερχομένου φωτός, με αποτέλεσμα την κάμψη των ακτινών έτσι ώστε να κατευθυνθούν προς το κέντρο του δίσκου, όπου και «παγιδεύονται».

Ωστόσο, ο δίσκος δεν εξαφανίζει την ενέργεια που φέρουν οι ακτίνες του φωτός, η οποία διοχετεύεται στο περιβάλλον με τη μορφή θερμότητας- κάτι το οποίο δημιουργεί ελπίδες πως η «μαύρη τρύπα τσέπης» θα αποτελέσει πρότυπο για νέα, πιο αποδοτικά ηλιακά πάνελ που αξιοποιούν ενεργειακά κάθε μήκος κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

www.kathimerini.grμε πληροφορίες από Popular Science

Κι αν γινόσασταν μαύρη τρύπα;

Πώς εντοπίζεται μια μαύρη τρύπα; Για ν' απαντήσουμε σ' αυτήν την ερώτηση, πρέπει πρώτα να μάθουμε τη «συνταγή κατασκευής» της, δηλαδή πώς δημιουργείται ένα πεδίο βαρύτητας τόσο έντονο ώ­στε ούτε καν το φως να μην μπορεί πια να ξαναβγεί από εκεί. Θεω­ρητικά, ένα αντικείμενο μπορεί να γίνει μαύρη τρύπα αν συμπιεστεί μέχρις εσχάτων. Αν ένα γιγάντιο χέρι μείωνε το μέγεθος σας, και σας έκανε από τα 75 ωραία σας κιλά μόλις 10-23 εκατοστά (σας έκανε δηλαδή 10 δισεκατομμύρια φορές μικρότερο από το μέγεθος του πυ­ρήνα ενός ατόμου), τότε θα γινόσασταν μια μαύρη τρύπα. Πράγματι, το μέγεθος βάσει του οποίου πρέπει να συμπιεστεί ένα αντικείμενο είναι ανάλογο προς τη μάζα του. Όσο πιο συμπαγές είναι, τόσο λι­γότερο χρειάζεται να το συμπιέσετε. Έτσι, αν θέλετε να μεταμορφώ­σετε σε μαύρη τρύπα ένα ελεφαντάκι 750 κιλών, δηλαδή 10 φορές βαρύτερο από εσάς, θα πρέπει να το συμπιέσετε σε 10-22 εκατοστά, δηλαδή 10 φορές το μέγεθος της μαύρης τρύπας που θα προέκυπτε από σας! Όμως η συμπίεση με το χέρι δεν είναι εύκολο πράγμα. Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη που συγκολλά τα άτομα και τα μόρια με­ταξύ τους, που δίνει συμπαγή υφή στα κόκαλα του σκελετού μας και ευθύνεται για τη συνοχή και τα σχήματα των πραγμάτων, αντιστέκε­ται πεισματικά σε κάθε προσπάθεια συμπίεσης. Ευτυχώς! Γιατί, αλ­λιώς, οι άνθρωποι θα ξεκαθάριζαν τους λογαριασμούς τους προσπα­θώντας να μετατρέψουν τους εχθρούς τους σε μαύρες τρύπες! Πράγματι, για να νικήσουμε την αντίσταση της ηλεκτρομαγνη­τικής δύναμης, πρέπει να καταφύγουμε στη δύναμη της βαρύτητας. Τώρα, όπως μας έμαθε ο Νεύτων, η ένταση της δύναμης της βαρύ­τητας εξαρτάται από τη μάζα του αντικειμένου. Όσο μεγαλύτερο είναι ένα αντικείμενο, τόσο μεγαλύτερη Πράγματι, για να νικήσουμε την αντίσταση της ηλεκτρομαγνη­τικής δύναμης, πρέπει να καταφύγουμε στη δύναμη της βαρύτητας. Τώρα, όπως μας έμαθε ο Νεύτων, η ένταση της δύναμης της βαρύ­τητας εξαρτάται από τη μάζα του αντικειμένου. Όσο μεγαλύτερο είναι ένα αντικείμενο, τόσο μεγαλύτερη είναι η βαρύτητα του. Έτσι, για να έχουμε πιθανότητες να βρούμε μαύρες τρύπες, πρέπει να

ψάξουμε πλάι σε μεγάλες μάζες. Και που αλλού βρίσκονται οι μεγά­λες μάζες, αν όχι στους αστέρες; Προσοχή όμως: δεν κάνουν όλοι οι αστέρες για την περίπτωση μας. Ας πάρουμε για παράδειγμα την περίπτωση του δικού μας άστρου, του Ήλιου. Έχει μια τεράστια μάζα ίση με 2 Χ 1033 γραμμάρια (2 ακολουθούμενο από 33 μηδενι­κά). Παρά τη φανταστική του μάζα, ο Ήλιος δεν καταρρέει υπό την επήρεια της βαρύτητας του, επειδή γεννά μανιωδώς ενέργεια μέσα στον υπέρθερμο πυρήνα του με θερμοκρασία μεγαλύτερη από 10 ε­κατομμύρια βαθμούς. Μέσα σ' αυτό το καμίνι, οι πυρήνες του υδρο­γόνου (ή τα πρωτόνια) συγκρούονται μεταξύ τους, γίνονται εκατομ­μύρια πυρηνικές αντιδράσεις ανά δευτερόλεπτο και ο Ήλιος μετα­τρέπει ένα πολύ μικρό μέρος (0,7%) της μάζας του υδρογόνου του σε ακτινοβολία. Η ακτινοβολία αυτή είναι που κάνει τον Ήλιο να λάμπει και να μην καταρρέει. Ανοίγοντας δρόμο προς την επιφάνεια μέσα από τα ανώτερα στρώματα της ύλης, η ακτινοβολία αντιστέκε­ται στη βαρύτητα που θέλει να καταποντίσει τον Ήλιο. Μια ισορρο­πία εγκαθίσταται έπειτα από 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια - η ηλικία του Ήλιου — ανάμεσα στη δύναμη της βαρύτητας κι αυτήν της ακτι­νοβολίας. Η ισορροπία αυτή θα διαρκέσει άλλα 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, αφού ο Ήλιος βρίσκεται στη μέση της ζωής του. Μετά από το διάστημα αυτό, θα έχει καταναλώσει όλη την καύσιμη ύλη του, οι πυρηνικές αντιδράσεις θα σταματήσουν και δεν θα υπάρχει πια ακτι­νοβολία για να αντιστέκεται στη βαρύτητα. Τότε ο Ήλιος θα συρρι­κνωθεί προς το κέντρο του. Θα γίνει όμως μαύρη τρύπα;

Η απάντηση είναι όχι. Λόγω της μάζας του, θα πρέπει, όταν συρρικνωθεί, να μειώσει τη σημερινή του ακτίνα των 700.000 χλμ. σε μια ακτίνα μικρότερη από 3 χλμ. Η φυσική όμως μας λέει ότι η κατάρρευση του Ήλιου θα σταματήσει σε μια ακτίνα περίπου 6.000 χλμ., της τάξης της γήινης ακτίνας, άρα πολύ μεγαλύτερη από τα 3 χλμ. που απαιτούνται. Γιατί αυτό το σταμάτημα; Επειδή και πάλι η βαρύτητα συναντά μια δύναμη που της αντιστέκεται. Αυτή τη φορά, δεν είναι η ακτινοβολία που εναντιώνεται στη βαρύτητα, αλλά η συνδυασμένη δράση των ηλεκτρονίων στο εσωτερικό του Ήλιου. Πράγματι, η ηλιακή ύλη, που θερμαίνεται σε περισσότερο από δέκα εκατομμύρια βαθμούς, συγκρούεται εσωτερικά με βία, απελευθερώ­νοντας τα ηλεκτρόνια των ατόμων. Η κατάρρευση του Ήλιου κάνει τα ηλεκτρόνια να συμπιέζονται όλο και περισσότερο σ' ένα χώρο

Επειδή δεν ανέχονται να συσσω­ρεύονται το ένα πάνω στο άλλο, τα ηλεκτρόνια ασκούν μια αντίστα­ση που σταματά την κατάρρευση. Μια νέα ισορροπία επικρατεί α­νάμεσα στη δύναμη της βαρύτητας και τη δύναμη των ηλεκτρονίων. Ο Ήλιος γίνεται ένας από τους λεγόμενους «λευκούς νάνους». «Νάνος» λόγω του μικρού μεγέθους του, σε σύγκριση με το μέγεθος ενός φυσιολογικού αστέρα, και «λευκός», γιατί αυτό είναι το χρώμα του φωτός που εκπέμπεται, της ενέργειας που γεννιέται από την κί­νηση της κατάρρευσης και που έχει μετατραπεί σε ακτινοβολία. Η ύλη είναι τόσο συμπιεσμένη μέσα στο λευκό νάνο που ένα κυβικό ε­κατοστό αυτού του αστρικού πτώματος ζυγίζει έναν τόνο! Είναι σαν να βάζατε έναν ελέφαντα σ' ένα κουτάλι της σούπας! Ο λευκός νά­νος θα ακτινοβολεί και θα ψύχεται για δισεκατομμύρια χρόνια ακό­μα, προτού σβήσει και γίνει αυτό που ονομάζουμε «μαύρος νάνος».

Από το "Χάος και Αρμονία" του Trinh Xuan Thuan από τις εκδόσεις Τραυλός.


Δεν υπάρχουν σχόλια: