KOSMOLOGIJA

Pripremio: Stanko Stojiljković

Crne rupe

„ POSLEDNJI TANGO” U DEVICI

„Ja bih se mogao zatvoriti u orahovu ljusku, pa se ipak smatrati kraljem beskrajnog prostora” („Hamlet”, Viljem Šekspir)

„Samrtni ples ” u tri čina (Ilistracija NASA)

Bio je to „ sudnji dan” za jednu ili obe, a svakako rođenje nove džinovske „ crne rupe ” duboko u sazvežđu Device. Zašto govorimo u prošlom vremenu?

Zato što su astronomi, u stvari, zavirili u svojevrsni „ kosmički vremeplov” pregledajući teleskopske snimke, u ljudskom poimanju, pradavnih događaja. Sudar se odigrao na razdaljni od tri po milijarde svetlosnih godina, toliko je najbrži kosmički glasnik, foton ili čestica, koji juri gotovo 300.000 km&sec, putovao do Zemlje.

Dve „ crne rupe” su odigrale svoj „ poslednji tango”, iako je to najviše podsećalo na neobuzdano čerečenje, jer su jedna drugu svim silama (najjačim u postojećem kosmosu) nadvlačile i rastrzale u „ predsamrtnom zagrljaju”. Napokon su se spojile u jednu krupniju i težu - supermasivnu, a to znači da je veća halapljivo progutala manju. Kako se to zna?

Borbu na život i smrt odalo je ritmično titranje iz središta galaksije, iz kvazara u astronomskom popisu zavedenog pod oznakom PG 1302-102, koje je proučavalac nebeskih tajni Metju Grejem sa saradnicima iz Kalifornijskog instituta za tehnologiju (Kaltek) protumačio kao „ samrtnički ples” dveju „ crnih rupa” čija masa nadmašuje milijardu sunaca!

Pravilno treperenje

Supermasivna „ crna rupa” uočena je posrednim putem - tajanstvenim treperenjem kvazara, najdaljeg vidljivog „ kosmičkog svetionika”, nastalog sagorevanjem u vrtlogu gasa i prašine koji ona besomučmno usisava nalik mlazu vode što juri ka slivniku. Uobičajeni kvazar svetluca nasumično slabijim sjajem, ali kada se dve „ crne rupe” stušte jedna drugoj u „ večni stisak” počinje da sija u pravilnim vremenskim razmacima kao svetiljka na nekom brojaču.

I tako su američki astronomi, proučavajući svetlucanje 247.000 kvazara koje su snimile nebeske osmatračnice u SAD i Australiji, uočili kvazar PG 1302-102 u sazvežđu Devica, čiji se sjaj svakih pet godina uvećavao. Na osnovu toga su zaključili da je razdaljina između dveju „ crnih rupa” koje su se vrtele jedan oko druge kraća od desetinke svetlosne godine. A kako se kvazar opisuje?

To je nebesko telo koje prividno izgleda kao obična zvezda, s vrlo izraženim pomakom prema crvenom delu elektromagnetskog spektra što svedoči da je, shodno Hablovom zakonu, veoma udaljeno i da izračuje desetinama puta više energije nego obična galaksija, zbog čega su veoma svetli. Smatra se da je u pitanju jezgro aktivnih galaksija ranog kosmosa. Većina kvazara nastala je pre 12 milijardi godina u sudarima galaksija i „crnih rupa ” u njihovom središtu . Naziv potiče od engleske složenice: quasi-stellar radio source.

Orijaško stapanje oslobodilo je zračenje snažnije od rasprskavanja (eksplozija) sto miliona supernova odjednom, što se ispoljava u nasilnom nabiranju prostorno-vremenskog tkanja kosmosa, poznatom pod imenom gravitacioni talasi, koji su očas oduvali zvezde kao oluja lišće s krova. Naknadnim proučavanjem prikupljenih podataka ustanovljeno je da je najviše svetlosti stizalo iz gasovitog prstena u kvazaru koji okružuje manju od dve „ crne rupe”.

Izvesno je da se „ crne rupe”, s kovitlacima gasa i prašine, obrću jedne oko druge izuzetno velikom brzinom, zbog čega svetlost odaslata ka nama na svojem putu znatno ubrzava zahvaljujući relativističkom učinku, nazvanom Doplerov porast, na isti način kao što zavodnička pesma sirena postaje glasnija dok im se približavamo. Odstupanja su dva do tri puta veća u ultraljubičastom nego u vidljivom opsegu. Potpisnici naučnog članka objavljenog nedavno u časopisu „ Nejčer” očekuju da će u narednim godinama potpuno odgonetnuti šta se to zbivalo.

Za „ kosmičku dlaku”

Sadašnja pretpostavka ukazuje da su dve „ crne rupe” jedan od druge udaljene oko 320 milijardi kilometara, što je otprilike za „ kosmičku dlaku” ili manje od desetinke svetlosne godine. Na toj razdaljini naglo gube energiju zbog isijavanja gravitacionih talasa i hrle jedan drugoj u susret da se sudare za kraće od 100.000 godina. U prethodnom paru u najbližem zagrljaju rastojanje je iznosilo dvadeset svetlosnih godina. Sve zavisi, u suštini, od njihove relativno mase ili, narodski rečeno, veličine, a brzina gravitacionih talasa upućuje da su prilično zdepaste - krupnija bi morala da ima sto milijardi Sunčevih masa ili više.

Iznenađuje, međutim, to što su dve tako velike toliko blizu jedna drugoj. Kao što je poznato, teorija opšte relativnosti Alberta Ajnštajna predviđa da iz veoma zgusnutih tela (ili pojava), kao što su „ crne rupe”, ni svetlost ne može da utekne ostajući zanavek zarobljena neverovatnom silom privlačenja (gravitacija). Zato ih smatraju bezdanima u kosmičkom tkanju prostor-vremena.

Svaka galaksija, čini se, ima jednu supermasivnu „ crnu rupu” koja milionima ili milijardama puta nadmašuje Sunce. Kada se dve objedine, što nije redak slučaj (već je najavljeno spajanje Mlečnog puta i Andromede), isto se dogodi s „ crnim rupama” koje udomljuju. Ali nikada se dovoljno ne približe ako izostane gravitaciono delovanje zvezda i međuzvezdanog gasa.

Iako je osnovna zamisao koja opisuje „crne rupe” stara više od dva veka (engleski naučnik Džon Mičel koji je 1783. u svojoj raspravi , zvezde masivnija od Sunca, kod kojih je druga kosmička brzina veća od svetlosne pa je njihova gravitacija vraća, nazvao tamnim zvezdama), ovaj naziv je prvi upotrebio američki fizičar Džon Viler 1969. godine. Smesta je ušao u mitologiju naučne fantastike.

Svaka zvezda, kad istroši nuklearno gorivo, naduva se i postane „crveni džin”. I Sunce će, za četiri-pet milijardi godina, postati isto i svojim obimom obujmiće putanju kojom se kreće Zemlja ( z amisli mo šta će se tada zbiti sa živim svetom). Već sada na nebu vidimo „crvene džinove”: Betelgez u sazvežđu Oriona , i Aldebaran u sazvežđu Bika.

Ako je masa zvezde, otprilike, jedna i po Sunčeve i manja, pod silom teže (gravitacija) ona će se preobratiti u „belog patuljka”, s prečnikom od nekoliko hiljada kilometara. To se zove Čandrasekarova granica (po znamenitom indijskom astronomu Subramanijanu Čandrasekaru).

Kod onih s masom između jedne i po i dve Sunčeve, sažimanje se okončava u vidu neutronske zvezde, čiji je prečnik nekoliko desetina kilometara.

I na kraju, zvezde s masom koja nadmašuje Čandrasekarovu granicu skončavaju u strahovitom zgušnjavanju da se pretvore u „crne rupe”.

Saglasno teoriji relativnosti, ništa ne može da se kreće brže od svetlosti, a to znači da postoje područja u kosmosu iz kojih ništa ne utekne. I to se naziva „crnom rupom”, čija je granica - horizont događaja. Tu nevidljivu liniju određuje svetlost koja nije uspela da se otrgne, ostavši zauvek na rubu „crne rupe”.

Ajnštajnova sumnja

Sam Albert Ajnštajn nikada nije poverovao u „crne rupe”, a to je prihvatala većina naučnika iz stare garde pobornika opšte relativnosti. Prema ovoj teoriji, prostor i vreme zajedno obrazuju 4- dimenzionalni prostor koji se naziva prostor - vreme. On nije ravan, naprotiv zakrivljen je pod uticajem okolne materije i energije. Zakrivljenje uočavamo po savijanju svetlosnih ili radio-talasa koji prođu blizu Sunca da putu ka nama.

Ljudskom vidu (i oku) nedostupne, „crne rupe” se jedino razaznaju po kovitlacu izazvanom privlačenjem svega i svačega u svojoj blizini. Astronomi ih razvrstavaju na zvezdane i supermasivne, a jedno vreme su pominjali i malene. Zvezdane su posledica sažimanja (kolaps) zvezda čija je masa nekoliko puta veća od Sunca; supermasivne ga nadmašuju, čak, nekoliko milijardi puta!

Sve što joj se približi do zamišljene linije koja je opasuje, prozvane „horizont događaja ” , zanavek iščezne. Kao da ga usisa džinovski „kosmički usisivač” iz kojeg ništa ne ispada. Razuzdanoj sili privla č enja ( gravitacija ) ni š ta ne mo ž e da se otrgne .

Uprkos tome š to ne pokazuje n ikakav neposredan znak postojanja , „ crna rupa ” se otkriva posredno - uo č avanjem sna ž nog privla č enja obli ž njih tela ili opa ž anjem „ oreola zra č enja ” u blizini , zato š to se materija usijava ponirući sve brže u nevidljivi bezdan. Koliko je kosmičke građe neophodno da bi ona nastala?

Stiven Hoking sa Univerziteta Kembridž (Velika Britanija), koga smatraju naslednikom Alberta Ajnštajna, uveliko je doprineo tumačenju jedne od najčudovišnih kosmičkih pojava, zbog čega ga često pozivaju da drži predavanja širom sveta. Pre nekoliko godina u Parizu su mu, međutim, skrenuli pažnju na neugodno seksualno značenje na francuskom i preporučili da koristi naziv „skrivena zvezda”.

A šta li bi tek poćudni Francuzi savetovali Džonu Vileru koji je okolnost da ona ne zavisi od prirode tela čijim je urušavanjem nastala opisao rečima; „Crna rupa nije maljava”?

U astronomiji se tako dočarava deo prostor-vremena u kojem je gravitaciono polje toliko jako da svetlost ne može da ga napusti. Prema opštoj teoriji relativnosti Alberta Ajnštajna, prostor-vreme je na tom mestu beskonačno zakrivljeno.

Stanko Stojiljković

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"