Πριν από 3 περίπου χρόνια, η NASA δημοσίευε τις πρώτες φωτογραφίες υψηλής ανάλυσης μιας μαύρης τρύπας και μαθαίναμε για πρώτη φορά τόσα πολλά στοιχεία, όπως για τον ορίζοντα γεγονότων. Μέσα σε αυτό το διάστημα έγιναν τεράστια άλματα γνώσης.
Όχι μόνο για τις μαύρες τρύπες, αλλά εν γένει για το αχανές του διαστήματος. Στις μαύρες τρύπες πάντως διαφέντευε και διαφεντεύει ένα θεώρημα του Στίβεν Χόκινγκ, ένα από τα μεγαλύτερα παράδοξα στη Φυσική.
Οι μαύρες τρύπες είναι αποτέλεσμα νεκρών αστεριών που έχουν εκραγεί και είναι τέτοια η βαρύτητα που ούτε το ίδιο το φως δε μπορεί να ξεφύγει. Σύμφωνα με τον Χόκινγκ, η συμπεριφορά μιας μαύρης τρύπας είναι τέτοια ώστε φέρνει σε σύγκρουση δύο βασικές θεωρίες της επιστήμης, τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν που υποστηρίζει ότι το φως δε μπορεί να ξεφύγει, και της κβαντικής μηχανικής που υποστηρίζει ότι είναι εφικτό να συμβεί.
Ο καθηγητής Ξαβιέ Κάλμετ του Πανεπιστημίου του Σάσεξ μαζί με την επιστημονική του ομάδα, υποστηρίζουν σε δημοσίευση τους ότι κατάφεραν να αποδείξουν ότι κομμάτια του αστεριού που εκρήγνυται, εντυπώνονται στο βαρυτικό πεδίο μιας μαύρης τρύπας και αφήνουν σημάδι. «Το πρόβλημα επιτέλους λύθηκε», είπε στο BBC News.
Οι επιστήμονες ονόμασαν αυτό το σημάδι κβαντική τρίχα, γιατί η θεωρία τους έρχεται ως προέκταση μιας προηγούμενης θεωρίας που ονομάζεται θεώρημα της καμίας τρίχας που είχε αναπτύξει ο καθηγητής Τζον Άρτσιμπαλντ Γουίλερ του Princeton στο Νιου Τζέρσι τη δεκαετία του ’60.
Ο λόγος που ο Γουίλερ είχε καταλήξει σε αυτό το όνομα, ήταν επειδή αποτυπώνει πλήρως μαθηματικά μια μαύρη τρύπα: είναι μια οντότητα με μάζα, με περιστροφή και φορτίο, αλλά δεν έχει κανένα άλλο χαρακτηριστικό ύλης. Είναι «καραφλή». Θα μπορούσε κάποιος να την παρομοιάσει με ένα μάτι δίχως βλεφαρίδες.
Ο Κάλμετ λοιπόν φέρνει το θεώρημα της τρίχας. Και δεν ασχολείται με τρίχες. Στην δημοσίευση του στο Physical Review Letters, αναλύει κάτι το επαναστατικό. Ισχυρίζεται ότι έλυσε το παράδοξο του Χόκινγκ, που το είχε καθιερώσει στη δεκαετία του ’70 και αποτελούσε μια σπαζοκεφαλιά για τους φυσικούς.
Ο λόγος είναι πως δεν άφηνε επιλογές παρά μόνο τις εξής: είτε η θεωρία της σχετικότητας ήταν ελαττωματική είτε η κβαντική μηχανική είναι ελαττωματική. Οποιοδήποτε από τα δύο κι αν ίσχυε, θα διέλυε πνευματικά τους θεωρητικούς φυσικούς, γιατί πάνω σε αυτές τις δύο θεωρίες χτίστηκε όλη μας η κατανόηση για το Σύμπαν.
Το θεώρημα της τρίχας γεφυρώνει το κενό μεταξύ των δύο. Αυτή η κβαντική τρίχα που υπάρχει στη μαύρη τρύπα, επιτρέπει να εμφανιστούν πληροφορίες για το τι μπαίνει μέσα σε μια μαύρη τρύπα, χωρίς μάλιστα να καταπατούνται οι βασικές αρχές κάποιας από τις δύο θεωρίες.
«Θα πάρει χρόνο να το απορροφήσουν οι άνθρωποι. Ο Χόκινγκ σκέφτηκε το παράδοξο τη χρονιά που γεννήθηκα. Επομένως θα χρειαστεί καιρός για τους ανθρώπους να δεχτούν ότι δε χρειάζεται κάποια ρηξικέλευθη λύση για να λύσει το πρόβλημα».
Πρόκειται για ένα highlight στην πορεία της θεωρητικής Φυσικής. Χιλιάδες φυσικοί ανά τον κόσμο δουλεύουν για 4 δεκαετίες τώρα και όλοι τους κατέληγαν σε πολύ δραματικές ερμηνείες, με μια απ΄αυτές να παρουσιάζει ως λάθος την κβαντική μηχανική.
Με τη θεωρία της τρίχας, η θεωρία της σχετικότητας που αφορά στη βαρύτητα και η κβαντική μηχανική που αφορά στον ηλεκτρομαγνητισμό και στις δύο πυρηνικές δυνάμεις της φύσης, αρχίζουν να συνδέονται.
«Μια από τις συνέπειες του παράδοξου του Χόκινγκ, ήταν ότι η γενική σχετικότητα και η κβαντική μηχανική ήταν ασύμβατες. Αυτό που βλέπουμε όμως είναι πως συμβαδίζουν».
Αυτό που περιγράφει και αποτυπώνει ο Κάλμετ, είναι μιας μορφής κοσμογονία για τη Φυσική. Πολύ λογικά θέλει χρόνο για να γίνει κατανοητό το τι μπορεί να προσφέρει ως προοπτικές και δεν θα ήταν παράξενο αν σε μερικούς μήνες του απονεμηθεί το Νόμπελ.
Πηγή: BBC
Φωτογραφία: Unsplash/Aman Pal