Si të studiosh diçka që nuk mund të shihet? Shkencëtarët besojnë se mund të kenë gjetur një mënyrë.
Nëse ka një gjë që pothuajse të gjithë e dinë për vrimat e zeza , është se asgjë nuk mund t’i shpëtojë atyre – madje as drita. Edhe nëse do të dërgonim një sondë në vrimën e zezë, ajo nuk do të kthehej kurrë për të na treguar se çfarë ka gjetur, shkruan Science Focus .
Çdo gjë që kalon horizontin e ngjarjeve, kufirin e jashtëm të vrimës së zezë, zhduket përgjithmonë pas velit të gravitetit jashtëzakonisht të fortë.
Ajo që ndodhet përtej horizontit të ngjarjeve është praktikisht e padukshme për ne. Megjithatë, kjo nuk i ka ndaluar shkencëtarët të përpiqen të zbulojnë se çfarë fshihet atje. Kurioziteti është një arsye, por ka edhe një shumë më të rëndësishme.Përgjigja mund të zgjidhë një nga problemet më të mëdha në fizikën moderne.
Dy teori që nuk mund të pajtohen
Fizika moderne mbështetet në dy teori jashtëzakonisht të suksesshme.
E para është Teoria e Përgjithshme e Relativitetit e Ajnshtajnit, e cila shpjegon gravitetin dhe lëvizjen e yjeve, planetëve dhe galaktikave.
E dyta është mekanika kuantike, e cila përshkruan sjelljen e atomeve dhe grimcave nënatomike.
Të dyja teoritë e shpjegojnë botën me saktësi të jashtëzakonshme në fushat e tyre, por ato nuk përputhen me njëra-tjetrën. Graviteti, siç përshkruhet nga Relativiteti i Përgjithshëm, nuk funksionon në nivelin kuantik, ndërsa mekanika kuantike nuk mund ta shpjegojë gravitetin.
Deri më sot, askush nuk ka arritur t’i bashkojë ato në një teori të vetme.
Vrimat e zeza paraqesin një mundësi të rrallë për të studiuar të dy teoritë mbi të njëjtin objekt.
“E gjithë masa e një ylli të vetëm është e paketuar në një hapësirë tepër të vogël. Këtu hyjnë në lojë relativiteti i përgjithshëm dhe mekanika kuantike”, shpjegon Chris Akers, profesor asistent i fizikës në Universitetin e Kolorados në Boulder.
Nëse do të mund të kuptonim se çfarë ndodh brenda një vrime të zezë, më në fund mund të ishim në gjendje të bashkonim dy teoritë më të mëdha të fizikës në një të vetme – të ashtuquajturën Teoria e Gjithçkaje.
Pjesa e brendshme e një vrime të zezë nuk është ajo që e imagjinojmë
Shumë veta imagjinojnë se menjëherë pas kalimit të horizontit të ngjarjeve, hapësira dhe koha shpërbëhen plotësisht.
Megjithatë, kjo nuk është plotësisht e vërtetë.
Për vrimat e zeza mjaftueshëm të mëdha, hapësira menjëherë pas horizontit të ngjarjeve mund të duket pothuajse e njëjtë me hapësirën menjëherë përpara saj.
Nëse do ta kaloje atë vijë, do të ishe ende në gjendje të shihje yjet përreth teje, megjithëse askush jashtë nuk do të ishte në gjendje të të shihte më.
Edhe graviteti nuk do të ishte menjëherë vdekjeprurës, për sa kohë që je mjaftueshëm larg nga singulariteti – pika ku, sipas teorive aktuale, ligjet e fizikës pushojnë së zbatuari.
Por, ndërsa i afrohesh, lakimi i hapësirë-kohës do të bëhej më i madh.
Forcat e mëdha baticore do të fillonin ta shtriqnin trupin, pasi pjesët më afër singularitetit do të ekspozoheshin ndaj gravitetit shumë më të fortë sesa ato më larg.
Problemi më i madh është se singulariteti nuk mund të shmanget.
“Sapo të kaloni horizontin e ngjarjeve, takimi me një singularitet bëhet i pashmangshëm”, thotë fizikani teorik Luca Iliesiu i Universitetit të Kalifornisë, Berkeley.
Me fjalë të tjera, nuk është një vend që mund ta anashkalosh – është në hapësirë-kohën tënde të ardhshme.
Një vrimë e zezë mund të mos jetë tre-dimensionale
Një nga idetë më të pazakonta në fizikën moderne është se brendësia e një vrime të zezë mund të përshkruhet si një sipërfaqe dy-dimensionale.
Ky koncept rrjedh nga zbulimi i Stephen Hawking se vrimat e zeza lëshojnë rrezatim të dobët dhe kanë entropi.
Entropia përfaqëson numrin e gjendjeve kuantike të mundshme të një sistemi.
Për objektet e zakonshme, rritet me vëllimin.
Megjithatë, për vrimat e zeza, rritet me sipërfaqen e horizontit të ngjarjes.
“Është një veti shumë e çuditshme dhe e thellë e gravitetit”, thotë Akers.
Kjo çoi në lindjen e një ideje të njohur si parimi holografik .
Sipas kësaj teorie, të gjitha informacionet rreth brendësisë tre-dimensionale të një vrime të zezë janë shkruar në të vërtetë në sipërfaqen e saj dy-dimensionale, ngjashëm me hologramet që krijojnë një imazh tre-dimensional.
Si të krijosh një hartë të diçkaje që nuk mund të shihet?
Shkencëtarët sot po përpiqen të krijojnë një lloj “harte” midis këtyre dy përshkrimeve të një vrime të zezë.
Nuk është një hartë në kuptimin klasik, por më shumë si një fjalor që përkthen përshkrimet matematikore nga një model në tjetrin.
Një qasje e tillë tashmë i lejon fizikantët të bëjnë parashikime specifike, të tilla si vlerësimi se si ndryshon vëllimi i brendshëm i një vrime të zezë me kalimin e kohës.
Disa studime madje sugjerojnë se brendësia e një vrime të zezë mund të mos jetë e njëjtë gjatë gjithë ekzistencës së saj.
Nga jashtë, të gjitha vrimat e zeza duken pothuajse identike pavarësisht nga mosha, por pjesa e brendshme mund të ndryshojë me kalimin e kohës.
Për momentin, është ende një supozim teorik.
A mund ta zbulojë sekretin rrezatimi Hawking?
Edhe pse asgjë nuk mund të shpëtojë nga një vrimë e zezë, ekziston një përjashtim.
Stephen Hawking tregoi se vrimat e zeza lëshojnë rrezatim shumë të dobët të shkaktuar nga efektet kuantike pranë horizontit të ngjarjeve.
Ky rrezatim ngadalë largon energjinë, duke bërë që vrima e zezë të avullojë gradualisht gjatë periudhave të gjata kohore.
Deri më tani, rrezatimi Hawking mendohej të ishte plotësisht i rastësishëm.
Megjithatë, disa fizikanë besojnë se mund të përmbajë gjurmë të asaj që ka ndodhur brenda vrimës së zezë.
“Imagjinoni sikur të mund të mblidhnit të gjithë rrezatimin Hawking dhe të dinit saktësisht gjendjen e secilit foton në çdo moment. Pastaj mund të bënit pyetjen: a është e mundur të rindërtohet nga ai rrezatim ajo që po ndodhte brenda vrimës së zezë?” thotë Iliesiu.
Nëse përgjigjja do të ishte po, shkencëtarët për herë të parë do të mund të studionin në mënyrë indirekte atë që fshihet përtej horizontit të ngjarjeve.
Për momentin, teknologjia për një eksperiment të tillë nuk ekziston, por fizikantët besojnë se nuk është e pamundur që një ditë ajo të zhvillohet.
Pse është kaq e rëndësishme kjo?
Vrimat e zeza janë një laborator unik për studimin e gravitetit dhe fizikës kuantike.
Nëse shkencëtarët arrijnë të kuptojnë se çfarë po ndodh brenda tyre, ata mund të zgjidhin një nga problemet më të mëdha të shkencës moderne – si të unifikojnë Relativitetin e Përgjithshëm dhe mekanikën kuantike.
“Nëse e kuptoni mekanikën kuantike të një vrime të zezë, në thelb e kuptoni se si funksionon graviteti në nivelin kuantik”, përfundon Iliesiu.
