Astronomowie wobec tajemnic wszechświata

Podczas ostatniego w tym roku seminarium,podszedł do mnie młody absolwent wydziału i zapytał :

-Czy moze pan wymienić najwazniejsze odkrycie nauki w odchodzącym 2015 roku?

-Nie,nie potrafię.Aby wymienić tylko z fizyki musiałbym mieć dużo czasu, by przejrzeć odpowiednią literaturę i przemyśleć odpowiedź.

- A ja wiem,bo przeczytałem w ostatnim numerze Science News- przytrzymał mnie młody kolega.

-Ach tak, to proszę mnie oświecić- rzuciłem prawie na odczepnego.

- Najważniejszym odkryciem 2015 roku jest odkrycie największej czarnej dziury w widzialnym wszechswiecie-odpowiedział.

-Czy tam był zwrot : odkryto największa czarną dziurę ? zapytałem zaintrygowany.

- Tak,oczywiście.Dobrze pamiętam-odpowiedział lekko zniecierpliwiony.

W kilka godzin później potwierdziłem to.

Nie tylko Science News,ale także Sky and Telescope i kilka innych czasopism na dobrym poziomie, uległo stylowi popularyzacji nauki ,który nalezy nazwać "vulgarization" ,gdyż opublikowały takie tytułowe zdania:

Colossal black hole discovered in early Universe (Wired UK)

Gigantic Black Hole Discovered From the Dawn of Time

The discovery of a supermassive black hole from the early cosmos

 

Jednak gdy od tytułu i wstępu, przejdziemy do treści artykułu, to okaże się, że nie odkyto żadnej czarnej dziury, a nie tylko supre-masywnej czarnej dziury. Jeśli - według mnie -nie odkryto czarnej dziury to - co odkryto?

Międzynarodowy zespół z Uniwersytetu Pekińskiego pod kierunkiem prof.Xue-Bing Wu opublikował w "Nature" pod koniec lutego br. [1] informację o odkryciu [przez 2,5 metrowy teleskop Lijiang wYunnan] najjaśniejszego - z zaobserwowanych dotychczas- kwazara !

Późniejsze obsrwacje i pomiary wykonane w Arizonie[USA], w Chile i na Hawajach potwierdziły odkrycie. Rekordowy kwazar otrzymał w katalogu -zawierającym blisko 200 000 tego rodzaju obiektów - nazwę : SDSS J010013.02+280225.8.

Kwazary znane sa od 1963 roku, ich nazwa "quasi-stellar objects" sugeruje, że sa to niby gwiazdy.Poprostu, nie wiemy czym są, tak jasno świecące, pojedyncze obiekty.Gdyby były gwiazdami , to biorąc pod uwagę ich jasność, oraz oszacowane odległości, musiałyby mieć masy rzędu milionów mas Słońca.

Jednak jasność odkrytego w Chinach kwazara szacuje sie jako równoważną jasności ok.500 miliardów Słońc skupionych w tej samej odległości od obserwatora ziemskiego.. Czy może istnieć fizyka takiego obiektu?Wszystko zależy od wyobraźni człowieka.

A z wyobraźnią w fizyce,astrofizyce,kosmologii jest niestety, coraz gorzej.Karleje, oraz jałowieje.Badaczom w tych dziedzinach, już od dluższego czasu wystarczą cztery kategorie- klucze do wyjaśnienia zagadkowych obiektów, lub zjawisk:

Big Bang,Ciemna Materia,Ciemna Energia i Czarne Dziury.

Czymże więc jest ów kwazar o monstrualnej jasności, od którego światło biegło do nas przez ponad 12 miliardów lat?

Oczywiscie czarną dziurą ,według wielu autorów licznych tekstow  infrmacyjnych. Ale nie byle jaką, lecz hiper-masywną, bo o masie równej ponad 1o miliardów mas Słońca !

Zaraz,zaraz.Przecież od półwiecza szkoła Hawkinga-Penrose uczy ,że czarne dziury niczego nie emitują, a wszystko "połykają" bezpowrotnie.To prawda.Ale S.Hawking unieważnił wszystkie swoje subtelne matematycznie prace na temat własnosci i zachowania czarnych dziur ,a Penrose taktownie zamikł i omija temat.

 

Natomiast następne roczniki astrofizyków i kosmologów za nic na świecie nie chca porzucić niezwykle sprytnej hipotezy wyjaśniającej wiele zagadek kosmosu,ale u nich czarne dziury mają własnosci dowolne i często nie są ani czarne ,ani dziury bez dna,a nawet nie mają żadnych "horyzontów " i odniesień do ogólnej teorii względności,czyli nie są osobliwościami czasoprzestrzeni .

I własnie taką kategorię-klucz [lub lepiej: wytrych] zastosował prof.Lucio Mayer z grupą wspópracowników z Uniwersytetu w Zurychu [2].W miedzynarodowym centrum w Genewie, w dniach 13-18 grudnia br. odbyło się 28 -kolejne,doroczne Texaskie sympozjum Astrofizyki Relatywistycznej zorganizowane goscinnie w Genewie wspólnie przez IUPAP [International Union of Pure and Applied Physics] oraz Uniwersytet Genewski [University of Geneva] ,podczas którego prof.Lucio Mayer wygłosił referat [3].

L.Mayer zastosował symulacje komputerowe zderzenia dwóch galaktyk we wczesnym wszechświecie.Występują wtedy niezwykle silne turbulencje gazu wypełniającego galaktyki, które uniemożliwiają formowanie się gwiazd i rozgrzewają go.W kolejnej fazie zymulacji gaz gęstnieje tworząc wirujący dysk, który przy dalszej koncentracji podlega grawitacyjnemu kolapsowi w czarna dziurę o monstrualnej masie.Zacytuję L.Mayera:

“There’s no light emitted,it’s just a big black hole.”

L.Mayer nazywa ten proces bezpośredniej zamiany gęstniejącego gazu w czarną dziurę : "dark collapse".

czy to jest czarna dziura,czy może - czarna kula?

No dobrze,a gdzie tu jest kwazar?Dysk wokół supermasywnej czarnej dziury osiąga równiez monstrualne rozmiary i materia , która do niej wpływa; przez dlugi czas poprzedzający zniknięcie, bardzo silnie rozgrzewa sie i emituje promieniowanie o szerokim pasmie długosci fal i takim natężeniu, że kwazary są najjasniejszymi stałymi obiektami przestrzeni kosmicznej.

A teraz ta czarna kula promieniuje.I już jest kwazar !

Tak więc, najjaśniejsze kwazary to tajemnicze obiekty z wczesnego czasu po Wielkim Wybuchu [500-800 milionów lat po BB] , a supermasywne czarne dziury to hipotetyczne źródła formowania i świecenia tych kwazarów.Nie wiem kto mógł odkryć bodaj jedną czarną dziurę.Do dzisiaj to twory czysto myślowe/matematyczne.A nawet gorzej.

prof.Laura Morsini-Houghton  [foto:wikipedia]

Jest kilka osób , które wykazały matematycznie ,że czarna dziura, jako osobliwość nie moze istnieć.Największe moje zaufanie budzi praca prof.Laury Mersini-Houghton [3], albańsko-amerykański fizykteoretyczny, kosmolog, na uniwersytecie w Północnej Karolinie, w Chape Hill.

(fot. NASA/CXC/MIT/S.Rappaport et al, Optical: NASA/STScI)

　

　

Literatura

[1] Xue-Bing Wu and all,An ultra-luminous quasar with a twelve-billion-solar-mass black hole at redshift 6.30,Nature,Vol. 518, 512-515 (2015),arXiv:1502.07418 [astro-ph.GA]

[2]L. Mayer et al.Direct formation of supermassive black holes in metal-enriched gas at the heart of high-redshift galaxy mergers. Astrophysical Journal. Vol. 810, September 1, 2015, p. 51. doi: 10.1088/0004-637X/810/1/51.arXiv: 1409.1837v2

[3]L.Mersini-Houghton,Back-reaction of the Hawking radiation ux in Unruh's vacuum on a gravitationally collapsing star II,arxiv.org/abs/arXiv:1409.1837