Φοιτητής υπολόγισε την παραμόρφωση του σύμπαντος γύρω από τις μαύρες τρύπες

Κοντά στις μαύρες τρύπες, το σύμπαν παραμορφώνεται τόσο πολύ που ακόμα και το φως μπορεί να καμφθεί και να τις κυκλώσει πολλές φορές. Αυτό το φαινόμενο μας επιτρέπει να βλέπουμε πολλαπλές εκδοχές του ίδιου αντικειμένου. Ενώ αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό εδώ και δεκαετίες, μόλις πρόσφατα  ο Albert Sneppen φοιτητής του Niels Bohr Institute έδωσε μία μαθηματική περιγραφή αυτού.

Περιέγραψε την εμφάνιση των «διδύμων» αντικειμένων που οφείλουν την εμφάνιση τους στην επίδραση του βαρυτικού φακού. Συγκεκριμένα μέσω της μαθηματικής ανάλυσης που ακολούθησε εξέφρασε τα χαρακτηριστικά του χώρου γύρω από τις μαύρες τρύπες, όπου υπάρχει τόσο έντονη καμπυλότητα που οι ακτίνες του φωτός αποκλίνουν από την πορεία τους.

Όπως είναι γνωστό, στην περιοχή του ορίζοντα γεγονότος μιας μαύρης τρύπας, η τροχιά των φωτονίων μπορεί να αλλάξει τόσο πολύ που να περιστρέφονται γύρω από το υπερμεγέθη αντικείμενο αρκετές φορές. Ως αποτέλεσμα, εάν παρατηρήσετε μια μαύρη τρύπα στο φόντο κάποιου απομακρυσμένου αντικειμένου, μπορείτε να δείτε πολλές παραμορφωμένες εκδόσεις του.

Όπως δήλωσε ο συγγραφέας της μελέτης "Υπάρχει κάτι εκπληκτικά όμορφο στο να καταλαβαίνεις γιατί οι εικόνες επαναλαμβάνονται με τόσο κομψό τρόπο. Πέρα από αυτό, τώρα έχουμε νέες ευκαιρίες να δοκιμάσουμε την κατανόησή μας όσον αφορά τη βαρύτητα και τις μαύρες τρύπες."


Όπως βλέπετε στην παραπάνω εικόνα, οι μακρινοί γαλαξίες φαίνονται προς πολλές κατευθύνσεις. Ορισμένο από το φως έρχεται κοντά στη μαύρη τρύπα και κυρτώνεται, ενώ το υπόλοιπο μπορεί να περάσει ακόμα πιο κοντά από την μαύρη τρύπα και να κάνει τον κύκλο της πριν να δραπετεύσει ξανά προς τον παρατηρητή. Βλέποντας κοντά στη μαύρη τρύπα, βλέπουμε πολλές εκδόσεις του ίδιου γαλαξία, με τις περισσότερες εκδόσεις να βρίσκονται όσο πιο κοντά κοιτάμε στη μαύρη τρύπα. Πόσο κοντά πρέπει να κοιτάξουμε στη μαύρη τρύπα για να δούμε από τη μία εικόνα στην άλλη; Το αποτέλεσμα το ξέρουμε εδώ και 40 χρόνια, είναι πάντα περίπου 500 φορές, αλλά ο υπολογισμός μέχρι τώρα ήταν τόσο περίπλοκος που δεν είχαμε αναπτύξει ένα μαθηματικό μοντέλο. Κάτι το οποίο κατάφερε ο Sneppen.


Η μέθοδος του Sneppen μπορεί μάλιστα να εφαρμοστεί χωρίς πρόβλημα και στην περίπτωση των περιστρεφόμενων μαύρων τρυπών.

Φαίνεται πως όταν περιστρέφεται πολύ γρήγορα, δε χρειάζεται να κοιτάξεις κοντά στη μαύρη τρύπα κατά 500 φορές, αλλά σημαντικά λιγότερο. Μάλιστα κάθε εικόνα απέχει πλέον 50 ή 5 ή ακόμα και 2 φορές πιο κοντά στα άκρα της μαύρης τρύπας.

Ο χρόνος που ταξιδεύει το φως αυξάνεται όσες περισσότερες φορές χρειάζεται να κάνει τον κύκλο της μαύρης τρύπας, οπότε οι εικόνες έρχονται όλο και πιο καθυστερημένα. Αν για παράδειγμα ένα άστρο εκραγεί ως supernova σε ένα γαλαξία πίσω από τη μαύρη τρύπα, θα μπορούσαμε να δούμε αυτήν την έκρηξη ξανά και ξανά.

Κάποια μέρα, οι αμέτρητες αυτές εικόνες από την εγγύτητα μίας μαύρης τρύπας θα μπορούσαν να είναι ένα εργαλείο μελέτης όχι μόνο της φυσικής του χωροχρόνου των μαύρων τρυπών, αλλά και των αντικειμένων πίσω τους, καθώς θα είχαμε άπειρες απεικονίσεις σε τροχιακή συνέχεια.

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Scientific Reports.


Πηγή: 1, 2


Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου