A fekete lyuk titka

Hosszú évek óta folyik a vita a tudósok között, hogy a fekete lyukak léteznek-e, és milyen törvények érvényesülnek a belsejükben. A vita lebilincselő, különösen annak fényében, hogy igazolódni látszik: a tudományos fantasztikum nagy része valójában tudomány lehet.


De mi pontosan a fekete lyuk?

Olyan terület, amit egy önmagába összeroskadó csillag ural, amelybe anyag került, de amelyből semmi sem lép ki, még a fény sem. A fekete lyuk belsejében nincs fent vagy lent, nincs jobb vagy bal, valamint az idő és a tér szabályai is megváltoznak. Azt az űrutazót, aki elég szerencsétlen ahhoz, hogy egy fekete lyukba essen, a hatalmas gravitáció magába szippantaná és összeroppantaná. A fekete lyuk körül ugyanis van néhány kilométer átmérőjű tartomány, ahol a gravitációs vonzás erősebb, mint az univerzum bármely más részén, és semmi sem szökhet meg innen. Sőt, még ha be is tudnánk repülni egy fekete lyuk belsejébe, akkor sem adhatnánk hírül, hogy mit találtunk, mivel a jelek sem hatolnak át ezen a különleges gravitációs mezőn.

Láthatatlan csillagok

Laplace Newton gravitációs törvényéből alakította ki elméletét. Ha egy csillag ugyanakkora sűrűségű, mint a Föld – érvelt -, akkor ez a csillag annyira tömör, hogy gravitációs vonzása megakadályozza a fény kilépését. Mivel az ilyen nehéz csillagoknak nagy energiájuk van, így Laplace arra a következtetésre jutott, hogy a legragyogóbb csillagok láthatatlanok.
A modern szemlélet szerint azonban a valóságban nem létezhetnek olyan nehéz csillagok, mint amilyeneket Laplace leírt. A csillagászat mai állása szerint a fekete lyukak nem a Laplace által leírt hatalmas robbanás, hanem tömörödés révén jöttek létre, azaz az anyag beszippantódott, majd hihetetlen mértékben összesűrűsödött.

Furcsa tapasztalatok

A fekete lyukak létezését nem vette komolyan a csillagásztársadalom. Hogyan is lehetne észlelni egy teljesen sötét, egészen apró objektumot, ami ráadásul kilométerek millióira van? Aztán a 60-as, 70-es években a rádiócsillagászat területén elért fejlődésnek köszönhetően olyan furcsa objektumok váltak láthatóvá az univerzum szélén, amelyeknek révén értetlenség és vita támadt a csillagászok között, és amelyek a fekete lyukak iránti érdeklődés feléledéséhez vezettek.

A csillagászok olyan objektumokat fedeztek fel, amelyek nagy mennyiségű sugárzást bocsátanak ki magukból, de fényt nem . A fekete lyukak ugyan nem bocsátanak ki sugárzást magukból, de valószínűleg el tudnak kapni gázszalagokat, amelyek forgó gyűrűt képeznek a fekete lyuk körül, mielőtt a lyuk magába szippantaná őket. A lyuk közelében lévő gravitációs mező fogságában a gázok valószínűleg felmelegednek és örvényleni kezdenek, és energiáik sugárzás formájában szabadulnak fel. A csillagászok úgy vélik, hogy némely, az űrből származó röntgensugár eredete egy-egy, a társcsillag gázait elszívó fekete lyuk lehet.

Az utóbbi évek egyik legjelentősebb fekete lyuk-elmélete Roy Kerr új-zélandi matematikustól származik. Einstein elméletén alapuló számításai révén Kerr meggyőződött a forgó fekete lyukak létezéséről. Bár az összezuhant csillag anyaga lesz a középpont, a körülötte lévő űr eltorzult, görbült marad a csillag eredeti forgásának következtében. Kerr ebből azt a következtetést vonta le, hogy létezik egy terület a lyuk körül, ahol az anyagot a lyuk tényleges forgása mozgatja.

A forgó fekete lyukakról szóló ezen elméletet Roger Penrose, oxfordi matematikus fejlesztette tovább. Bár voltak olyan nézetek, amelyek szerint az összezuhant csillag néha látható, Penrose úgy vélte, hogy egy ilyen megmutatkozást „illedelmesen” mindig eltakar, körülvesz egy fekete lyuk, amely megakadályozza, hogy a csillag fénye kisugározzon az űrbe.

Köddé váló lyukak

A fekete lyukakról szóló elméletek egy másik jelentős kidolgozója a Cambridge Egyetem egyik munkatársa, aki Einstein óta szinte a legtöbbet járult hozzá a gravitációval kapcsolatos ismereteinkhez. Lenyűgöző következtetéseit 1974-ben tette közzé: kimutatta, hogy a fekete lyukak szép lassan köddé válnak.
Szerinte a köddé válás a gyakorlatban túl lassú ahhoz, hogy hatással legyen az összezuhant csillagokból képződött fekete lyukakra, de fontos szerepe lehet a kisebb lyukak esetében. Ha olyan kicsi és olyan sűrűségű fekete lyukak, mint egy domb, az Univerzummal egy időben, azaz mintegy 15 milliárd évvel ezelőtt keletkeztek, akkor olyan gyorsan kellene köddé válniuk, hogy energiájuk robbanásszerűen szétvetné őket. A csillagászok azonban nem találtak ilyen robbanásra utaló jeleket. Ez nem az elmélet cáfolata, hanem csak azt jelenti, hogy mindössze néhány, a korai Univerzumban képződött lyuk létezik. A csillagtömegű fekete lyukak tekintetében a csillagászok azonban szilárdabb talajon állnak. Az általános nézet szerint az univerzum legnehezebb csillagai fekete lyukakká alakulva végzik életüket.

Elfogadjuk, vagy sem?

Bármennyire is közvetett a bizonyíték, a legtöbb csillagász most már elfogadja, hogy a különböző források világosan rámutatnak arra, hogy a fekete lyukak nem álomképek. Naprendszerünkben az anyag valóban összeroskadhat, és a térben kialakíthat egy fekete lyukat – egy olyan jelenséget, aminek tanulmányozása kivezethet bennünket megszokott világunkból, valószínűleg még rejtélyesebb természeti körülmények közé.