Οι μαύρες τρύπες είναι τεράστια κοσμικά φαινόμενα τόσο μεγάλα που ακόμη και το φως δεν μπορεί να τις φύγει. Οι περισσότεροι άνθρωποι πιστεύουν ότι το μόνο που κάνουν οι μαύρες τρύπες είναι να κάθονται τριγύρω και να τρώνε λανθασμένα κομμάτια αερίου ή σκόνης.
Θα μπορούσαν όμως οι μαύρες τρύπες να έχουν πιο ενδιαφέρουσα εσωτερική ζωή; Μπορούν, για παράδειγμα, να εκραγούν; Αν η έκρηξη σημαίνει «μια ξαφνική, βραχυπρόθεσμη απελευθέρωση τεράστιας ποσότητας ενέργειας», τότε η απάντηση είναι κατηγορηματικά ναι. Και το πιο ενδιαφέρον είναι ότι μπορούν ακόμη και να εκραγούν με πολλούς ενδιαφέροντες τρόπους.
Υπάρχει ένας τρόπος με τον οποίο οι μαύρες τρύπες μπορούν να εκραγούν. Αυτή η διαδικασία εξηγείται από το γεγονός ότι οι μαύρες τρύπες δεν είναι εντελώς μαύρες, κάτι που ανακαλύφθηκε από τον διάσημο αστροφυσικό Stephen Hawking το 1976.
«Στην κλασική φυσική, τίποτα δεν μπορεί να βγει από μια τρύπα», είπε ο Sameer Mathur, φυσικός στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο του Οχάιο, στο Live Science σε ένα email. «Αλλά ο Χόκινγκ διαπίστωσε ότι, μέσω της κβαντικής μηχανικής, η τρύπα αφαιρεί αργά την ενέργειά της στο άπειρο εκπέμποντας ακτινοβολία χαμηλής ενέργειας, που ονομάζεται ακτινοβολία Χόκινγκ».
Έως ότου μια μαύρη τρύπα απορροφήσει νέο υλικό, θα χάσει αργά μάζα καθώς εκπέμπει ακτινοβολία Hawking, αλλά είναι αργή. Μια τυπική μαύρη τρύπα με μάζα πολλαπλάσια από αυτή του Ήλιου εκπέμπει περίπου ένα φωτόνιο, ή ένα πακέτο φωτός, κάθε χρόνο. Με αυτόν τον ρυθμό, μια τυπική μαύρη τρύπα χρειάζεται 10^100 χρόνια για να εξατμιστεί πλήρως.
Όμως ο Χόκινγκ συνειδητοποίησε ότι οι μικρότερες μαύρες τρύπες εξατμίζονται πολύ πιο γρήγορα. Καθώς μια μαύρη τρύπα γίνεται όλο και μικρότερη, εκπέμπει όλο και περισσότερη ακτινοβολία. Στις τελευταίες στιγμές της ζωής της, μια μαύρη τρύπα εκπέμπει τόση πολλή ακτινοβολία και τόσο γρήγορα, που λειτουργεί σαν βόμβα, απελευθερώνοντας ένα ρεύμα ακτινοβολίας και σωματιδίων υψηλής ενέργειας.
Εάν στο εξαιρετικά πρώιμο σύμπαν είχαν σχηματιστεί μικρές μαύρες τρύπες (μέγεθος της Γης), θα χρειάζονταν αρκετά δισεκατομμύρια χρόνια για να εξατμιστούν, πράγμα που σημαίνει ότι αυτές οι «αρχέγονες» μαύρες τρύπες, αν υπάρχουν, εκρήγνυνται σε όλο το σύμπαν αυτή τη στιγμή. Μέχρι σήμερα, οι αστρονόμοι δεν έχουν βρει στοιχεία για αρχέγονες εκρηκτικές μαύρες τρύπες, αλλά μπορεί να υπάρχουν γύρω.
Οι μαύρες τρύπες εκρήγνυνται σε ένα διαφορετικό είδος έκρηξης που δεν υπάρχει πουθενά αλλού στο σύμπαν λόγω της περιστροφής τους. Οι περιστρεφόμενες μαύρες τρύπες – που ονομάζονται επίσης μαύρες τρύπες Kerr από τον Νεοζηλανδό μαθηματικό Roy Kerr, ο οποίος κατάλαβε πρώτος πώς λειτουργούν – δημιουργούν μια εργοσφαιρία γύρω από τους ορίζοντες γεγονότων τους. Η εργοσφαιρία είναι μια επιμήκης περιοχή του χώρου όπου τίποτα δεν μπορεί να μείνει ακίνητο. Οτιδήποτε πέφτει πάνω σε μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα αρχίζει να περιστρέφεται γύρω της καθώς το σωματίδιο εισέρχεται στην εργοσφαιρία.
Ο χωροχρόνος γύρω από μια περιστρεφόμενη μαύρη τρύπα μπορεί επίσης να προσελκύσει φωτόνια. Εάν υπάρχουν αρκετά φωτόνια, μπορούν να αναπηδήσουν το ένα από το άλλο ή από τυχόν αδέσποτα σωματίδια. Μερικές φορές η αναπήδηση αναγκάζει τα φωτόνια να φύγουν από την εργοσφαιρία. Αλλά σε άλλες περιπτώσεις, η αναπήδηση προκαλεί τα φωτόνια να πέσουν βαθύτερα στη μαύρη τρύπα, όπου αποκτούν ενέργεια. Στη συνέχεια, μπορούν να διαλυθούν ξανά σε μια υψηλότερη τροχιά και μετά να πέσουν ξανά κάτω.
Με κάθε επανάληψη αυτής της διαδικασίας και με κάθε ταξίδι γύρω από τη μαύρη τρύπα, το φωτόνιο αποκτά ενέργεια. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται «υπερακτινοβολία». Εάν το φωτόνιο τελικά απελευθερωθεί, θα έχει τεράστια ποσότητα ενέργειας σε σύγκριση με την πρώτη φορά που ξεκίνησε το ταξίδι του.
Εάν εμπλέκονται αρκετά φωτόνια σε αυτή τη διαδικασία, μπορούν να εκραγούν αμέσως με απίστευτη ενέργεια, μετατρέποντας σε μια λεγόμενη «βόμβα μαύρης τρύπας». Ακόμα κι αν η ίδια η μαύρη τρύπα δεν εκραγεί, αυτό το φαινόμενο υπερακτινοβολίας δείχνει για άλλη μια φορά πόσο ισχυρά μπορούν να επηρεάσουν οι μαύρες τρύπες το περιβάλλον.
Ο πιο συνηθισμένος τρόπος με τον οποίο οι μαύρες τρύπες προκαλούν εκρήξεις δεν είναι η αυτοκαταστροφή τους, αλλά η δύναμη της ακαταμάχητης βαρυτικής τους δύναμης. Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες βρίσκονται στα κέντρα των γαλαξιών και μερικές φορές μεγάλες συστάδες ύλης, όπως αστέρια, περνούν πολύ κοντά. Όταν συμβεί αυτό, το αστέρι διαλύεται από παλιρροϊκά φαινόμενα, και αυτό το σχίσιμο έχει ως αποτέλεσμα μια εκρηκτική απελευθέρωση ενέργειας. Οι αστρονόμοι στη Γη μπορούν να παρατηρήσουν αυτή την απελευθέρωση ενέργειας ως μια σύντομη αλλά έντονη έκρηξη ακτίνων Χ και ακτίνων γάμμα.
Εκτός από τον τεμαχισμό των αστεριών, αυτές οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες συχνά συλλέγουν σμήνη ύλης που στροβιλίζονται συνεχώς γύρω τους σε γιγάντιους δίσκους προσαύξησης. Οι δίσκοι προσαύξησης φτάνουν σε θερμοκρασίες τετρασεκατομμυρίων μοιρών, γεγονός που τους καθιστά τα φωτεινότερα αντικείμενα στο σύμπαν – ένας λαμπερός δίσκος μπορεί να ξεπεράσει περισσότερους από ένα εκατομμύριο γαλαξίες ταυτόχρονα.
Στην μέγιστη ισχύ τους, οι δίσκοι δημιουργούν ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία που τραβούν μέρος του υλικού του δίσκου γύρω από τις μαύρες τρύπες σε μακριές, λεπτές πίδακες που εκτείνονται δεκάδες χιλιάδες έτη φωτός. Αν και αυτοί οι πίδακες δεν είναι τεχνικά εκρήξεις, εξακολουθούν να είναι αρκετά έντονοι.
Μπορείτε να βοηθήσετε την Ουκρανία να πολεμήσει ενάντια στους Ρώσους εισβολείς. Ο καλύτερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να δωρίσετε χρήματα στις Ένοπλες Δυνάμεις της Ουκρανίας μέσω Savelife ή μέσω της επίσημης σελίδας NBU.
Διαβάστε επίσης: