Som forskningsfag har sorte hull aldri vært mer lysende.
Relatert innhold
- Hvorfor teoretisk fysiker Sylvester James Gates ikke ser noen konflikt mellom vitenskap og religion
Men på 1970-tallet sa den anerkjente fysikeren Stephen Hawking at han fant dem irriterende. Selv om han godtok den vanlige visdommen om at svarte hull var helt svarte, viste ligningene hans at de ga ut partikler, og ga fra seg en svak glød vi nå kaller Hawking-stråling. "Jeg legger derfor ganske mye arbeid i å prøve å kvitte meg med denne pinlige effekten, " sa han. "Men jo mer jeg tenkte på det, jo mer nektet jeg å forsvinne."
Den 18. april, i Harvard University's Sanders Theatre, holdt Hawking et foredrag for å innvie et nytt Black Hole Research Initiative som skulle ha hovedkontor ved universitetet i samarbeid med Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Denne innsatsen er rettet mot å undersøke hvordan disse enhetene oppfører seg - og det sinnebøyende mysteriet om hva som skjer når du våger deg inni dem.
Det nye initiativet, regissert av Harvard-astrofysiker Avi Loeb, setter et utropstegn på det som allerede har vært et ganske bra århundre for sorte hull. Et nytt høydepunkt kom den siste februar, da Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) rapporterte den første deteksjonen av gravitasjonsbølger, og bekreftet en nøkkelprediksjon av Albert Einsteins teori om generell relativitet. Disse krusningene i romtiden ble satt av ved den fjerne kollisjonen av to sorte hull, hver noen få dusin ganger tyngre enn Solen.
Det signalet bød kanskje det mest konkrete beviset ennå på at slike bisarre gjenstander virkelig eksisterer. Enda bedre, det viste at de beveger seg slik forskere har beregnet de burde. “LIGO har åpnet et nytt vindu i universet vårt, ” sa Hawking på Harvard. "Med flere påvisninger forventet, er jeg spent på muligheten for nye funn."
“Hvis du føler at du befinner deg i et svart hull, må du ikke gi opp. Det er en vei ut, ”spøkte kosmolog Stephen Hawking etter å ha innviet et nytt Harvard-Smithsonian-initiativ. (SAO / CFA) Men så mye som sorte hull trekker søkelyset, med deres merkelige egenskaper som nå er akseptert fakta, reflekterer Hawkings egen historie den svingete banen disse gjenstandene tok for å komme dit.
Flere foredragsholdere husket hvordan Einstein i 1915 først presenterte sin teori om generell relativitet, en beretning om virkeligheten der romtiden siver rundt massive gjenstander. Mindre enn en måned etter Einsteins endelige foredrag for Berlin-akademiet, kom astronom Karl Schwarzschild med den første komplette løsningen på Einsteins ligninger.
Denne triumfen kom med en urovekkende fotnote: Løsningen innebar at en liten romfære kunne eksistere hvorfra ingenting, ikke engang lys, kunne slippe unna. Einstein, imponert over Schwarzchilds matematiske oppfinnsomhet, var likevel tvilende om at noe slikt kunne være noe mer enn et tankeeksperiment. Schwarzchild antok det også. Det var "tydeligvis ikke fysisk meningsfullt, " skrev han i en tidsskriftartikkel.
I dag erkjenner vi at disse såkalte “magiske sfærer” kan og kan eksistere. Vi vet for eksempel at enhver galakse som respekterer seg selv har en i kjernen. Men det samme mønsteret dukker opp igjen og igjen i black hole-historien, en saga som også ble fortalt av vitenskapsforfatter Marcia Bartusiak i 2015-boken Black Hole . Når fysikere våger seg i nærheten av dette emnet, pleier de å bli sugd inn i tornete, uventede problemer som trosser lett forklaring.
Som svarte hull i seg selv, er Hawkings stråling nå akseptert. Men selv i dag, er hans viktigste innsikt, uttrykt i en ligning som knytter et svart hulls overflate til informasjonen som er fanget inne, fremdeles uro. "Svarte hull adlyder en veldig elegant og enkel ligning, " sa Andrew Strominger, en fysiker som samarbeider med Hawking og vil være med på det nye initiativet. ”Vi aner ikke hva det vil si. Vi er like dypt forvirret av denne ligningen som Einstein var på 1930-tallet om Schwarzschilds løsning. ”
Å løse denne gåten for å forklare hvordan sorte hull registrerer detaljer om saken de svelger, er et hovedmål for Harvard-Smithsonian-initiativet. Andre åpne spørsmål inkluderer opprinnelsen til massive sorte hull sett i det fjerne universet som lyse kvasarer, og måtene som gigantiske sorte hull former galakene som går i bane rundt dem.
Loeb, programmets grunnlegger, mener at han har satt sammen et team med en god sjanse til å finne svar - og at han ikke over opptrer som hype-mann. Hvis FN ba ham komme med en liste over sorte hulleksperter for en interstellar vitenskapskonkurranse, mente han, hvem ville han valgt?
"Helt ærlig er de beste personene på listen min, " sa han til latter. ”Jeg tror at med dette teamet kan vi slå hvem som helst i Melkeveien, det er helt sikkert. Jeg vet ikke om universet for øvrig. ”
Etter et århundre der svarte hull gikk fra teoretiske ordensforstyrrelser til ubestridte fakta, kan hans tungen-i-kinnets positivitet gjenspeile en holdningsendring. Mens motsetninger og forvirringer av svarte hull ved første "flaue" forskere som Hawking, er de samme knotete problemene nå store trekkplaster for forskerteam som LIGO og Loebs initiativ.
Hawkings egen tale endte med et lignende notis av optimisme. "Meldingen på dette foredraget er at svarte hull ikke er så svarte som de er malt, " sa han. “Hvis du føler at du befinner deg i et svart hull, må du ikke gi opp. Det er en vei ut. ”
