Χάρης Βάρβογλης:
Η πρώτη φωτογραφία μελανής οπής
Λίγους μήνες μετά τη διατύπωση της Γενικής Θεωρίας Σχετικότητας (ΓΘΣ) από τον Αϊνστάιν το 1916, ο γερμανός φυσικός Καρλ Σβάρτσιλντ διαπίστωσε ότι στις λύσεις των εξισώσεών της εμφανιζόταν μια ανωμαλία. Συγκεκριμένα, αν εφαρμόσει κάποιος τη ΓΘΣ σε «βαριά» σφαιρικά σώματα, διαπιστώνει ότι σε μια ορισμένη απόσταση από το κέντρο τους οι εξισώσεις του Αϊνστάιν αποκτούν άπειρη τιμή!
Πέρασαν αρκετά χρόνια έως ότου το 1958 ο Ντέβιντ Φινκελστάιν αναγνώρισε ότι στην απόσταση αυτή υπάρχει μία σφαιρική επιφάνεια, που δεν επιτρέπει τη διέλευση ύλης και φωτός από το εσωτερικό της σφαίρας προς το υπόλοιπο σύμπαν. Οι επιστήμονες ονόμασαν αυτήν την επιφάνεια ορίζοντα γεγονότων επειδή, όπως και στο γεωγραφικό ορίζοντα, δεν μπορεί να «δει» κανείς πέρα από αυτήν. Σε μια διάλεξή του το 1967, ο αμερικανός αστροφυσικός Τζον Γουίλερ ονόμασε την επιφάνεια αυτή μελανή οπή και από τότε ο όρος αυτός, που έχει μια «μυστηριακή» χροιά αλλά είναι και επιστημονικά ακριβής, έχει παραμείνει στην επιστημονική ορολογία αλλά και στα εκλαϊκευτικά κείμενα.
Ακριβώς επειδή δεν μπορεί να βγει φως από το εσωτερικό μιας μελανής οπής, δεν είναι δυνατόν να την παρατηρήσουμε απευθείας. Όμως μπορούμε να δούμε τη γειτονιά της, όπου συχνά συμβαίνουν εντυπωσιακά φαινόμενα.
Συγκεκριμένα, αν μια μελανή οπή περιβάλλεται από αέριο ή σκόνη, αυτό το υλικό τείνει να ακολουθήσει τροχιά γύρω από τη μελανή οπή. Επειδή όμως, σύμφωνα με τους νόμους της βαρύτητας, τα πλησιέστερα προς την οπή στρώματα περιστρέφονται ταχύτερα, αναπτύσσεται τριβή μεταξύ διαδοχικών στρωμάτων και το υλικό θερμαίνεται και φωτοβολεί ισχυρά.
Έτσι οι μελανές οπές, αν δεν είναι απομονωμένες, περιβάλλονται από φωτοβόλους δίσκους ύλης. Επειδή όμως οι μελανές οπές που γνωρίζουμε βρίσκονται σε πολύ μεγάλες αποστάσεις, οι δίσκοι αυτοί φαίνονταν σαν σημεία και έτσι δεν μπορούσαμε να παρατηρήσουμε τη δομή τους. Λέω φαίνονταν, επειδή αυτό δεν συμβαίνει πια.
Την περασμένη Τετάρτη παρουσιάστηκε η πρώτη εικόνα ενός τέτοιου φωτοβόλου δίσκου, παρμένη από το Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων (ΤΟΓ). Αυτό το όργανο αποτελείται από μια συστοιχία οκτώ ραδιοτηλεσκοπίων, που βρίσκονται σε μεγάλες αποστάσεις μεταξύ τους και το οποίο μπορεί να διακρίνει λεπτομέρειες που θα παρατηρούσε ένα τηλεσκόπιο με διάμετρο όση και η διάμετρος της Γης!
Οι κύριοι στόχοι της συντονισμένης προσπάθειας του ΤΟΓ ήταν δύο πολύ γνωστές μελανές οπές: μία στο κέντρο του γαλαξία μας, σε απόσταση 25 χιλιάδων ετών φωτός με μάζα 4 εκατομμύρια μάζες Ήλιου και μία στο κέντρο του γαλαξία M 87, σε απόσταση 55 εκατομμυρίων ετών φωτός με μάζα 6 δισεκατομμύρια μάζες Ήλιου.
Η φωτογραφία που δόθηκε στη δημοσιότητα είναι από το γαλαξία Μ 87. Οι παρατηρήσεις του καθενός από τα οκτώ όργανα γίνονται ξεχωριστά και, επειδή έχουν πάρα πολύ μεγάλο όγκο, δεν είναι δυνατόν να μεταδοθούν μέσω του διαδικτύου. Έτσι καταγράφονται σε σκληρούς δίσκους και στέλνονται αεροπορικά σε ένα από τα δύο κέντρα ανάλυσης των δεδομένων, ένα στις ΗΠΑ και ένα στην Ευρώπη.
Για εμάς τους Έλληνες, και ειδικά τους καθηγητές του ΑΠΘ, η ανακοίνωση της μεγάλης αυτής επιτυχίας έχει ιδιαίτερη σημασία, αφού επιστημονικός επικεφαλής του ΤΟΓ είναι ο αναπληρωτής καθηγητής του πανεπιστημίου της Αριζόνας Δημήτρης Ψάλτης, απόφοιτος του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ.