Nauka robi ogromne postępy w zrozumieniu czarnych dziur – twierdzi badacz

Na ilustracji wyobrażenie, jak czarna dziura połyka gwiazdę neutronową, ilustracja NASA do artykułu z 2005 r., z dnia 10.05.05 (<a href="http://www.nasa.gov/mission_pages/swift/bursts/short_burst_oct5.html">Dana Berry/NASA</a> / <a href="https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=27365379">domena publiczna</a>)

Na ilustracji wyobrażenie, jak czarna dziura połyka gwiazdę neutronową, ilustracja NASA do artykułu z 2005 r., z dnia 10.05.05 (Dana Berry/NASA / domena publiczna)

Czarne dziury wciąż skrywają wiele tajemnic, ale nauka robi ogromne postępy w ich zrozumieniu – powiedział PAP Adam Kaczmarek, doktorant Uniwersytetu Jana Długosza w Częstochowie, badający te obiekty.

Czarne dziury powstają w wyniku zapadania się gwiazd pod wpływem własnej grawitacji, a ich grawitacja jest tak potężna, że nawet światło nie może uciec z ich wnętrza. Kluczowym elementem czarnej dziury jest tzw. horyzont zdarzeń – granica, po której przekroczeniu materia jest skazana na wieczne uwięzienie w jej wnętrzu.

„Czarna dziura w tym sensie działa jak odkurzacz dla materii znajdującej się w kosmosie. Co o nich wiemy? W zasadzie wiemy, że istnieją oraz jak powstają. Tak naprawdę to, co jest w środku czarnej dziury – a więc: za horyzontem zdarzeń, to kwestia dalej otwarta. Na wiele pytań odnośnie czarnych dziur nie mamy póki co konkretnej odpowiedzi” – zauważył Kaczmarek w rozmowie z PAP.

Jak wyjaśnił naukowiec, czarne dziury występują w różnych skalach. Największe z nich, tzw. supermasywne czarne dziury, znajdują się w centrach galaktyk, takich jak Sagittarius A* w Drodze Mlecznej.

„Oprócz takich są jeszcze w kosmosie czarne dziury powstałe w wyniku umierania gwiazd. Te będą mniejsze, ale także powszechne” – podkreślił Kaczmarek.

Choć czarne dziury często wyobrażane są jako samotne obiekty, mogą występować w układach podwójnych lub zderzać się, tworząc większe struktury.

Obraz symulowany komputerowo przedstawia gaz z rozerwanej gwiazdy wpadający do czarnej dziury. Część tego gazu jest również wyrzucana z dużą prędkością w przestrzeń kosmiczną (<a href="https://www.flickr.com/people/24662369@N07">NASA Goddard Space Flight Center</a> z Greenbelt, MD, USA – <a href="https://www.flickr.com/photos/gsfc/6990020760/">Black Hole Caught Red-Handed in a Stellar Homicide</a> / <a href="https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=51485189">domena publiczna</a>)

Obraz symulowany komputerowo przedstawia gaz z rozerwanej gwiazdy wpadający do czarnej dziury. Część tego gazu jest również wyrzucana z dużą prędkością w przestrzeń kosmiczną (NASA Goddard Space Flight Center z Greenbelt, MD, USA – Black Hole Caught Red-Handed in a Stellar Homicide / domena publiczna)

„Największe czarne dziury – te, które znajdują się w centrach galaktyk, są pojedynczymi obiektami. Oczywiście istnieją także układy podwójne czarnych dziur. Poza horyzontem zdarzeń, a więc na zewnątrz od czarnej dziury, grawitacja działa tak, jak dla każdego innego obiektu, więc czarne dziury mogą pojawiać się w konfiguracjach podobnych, jak gwiazdy czy planety i ich księżyce. Mogą oczywiście się też zderzyć, tworząc większą czarną dziurę” – dodał badacz.

Mimo wielu niewiadomych ostatnie lata przyniosły przełomowe odkrycia. „Badania nad czarnymi dziurami bardzo szybko się rozwijają i cały czas pojawia się coś nowego. Dotyczy to zarówno teorii, jak też eksperymentu. W ostatnich latach mieliśmy przełomowe osiągnięcia, takie jak pierwsze ‘zdjęcie’ czarnej dziury, czy wykrycie fal grawitacyjnych” – zaznaczył.

Jednym z gorących tematów w astrofizyce pozostaje pytanie o naturę ciemnej materii. Niedawne badania naukowców Politechniki Warszawskiej wykluczyły hipotezę, że jest ona złożona z miniaturowych czarnych dziur. „Odkrycie to na pewno zmienia podejście do tematu badania ciemnej materii, odrzucając jedną z hipotez. Wykluczanie hipotez to normalna część nauki, która prowadzi nas bliżej prawdy” – podkreśla Adam Kaczmarek.

Naukowcy wciąż próbują zrozumieć, czym jest ciemna materia. Są pewni, że ciemna materia nie emituje i nie pochłania promieniowania elektromagnetycznego, oraz że stanowi ok. 27 proc. całej materii we Wszechświecie.

Polscy badacze odgrywają istotną rolę w badaniach nad czarnymi dziurami i kosmosem. Adam Kaczmarek zauważa, że w każdym większym ośrodku naukowym w Polsce znajdziemy specjalistów zajmujących się relatywistyką i kosmologią. „Nasze badania w tych dziedzinach nie odstają od światowego poziomu. […] Polscy naukowcy aktywnie uczestniczą w międzynarodowych projektach, takich jak detektory fal grawitacyjnych LIGO/Virgo, wykrywające zderzenia czarnych dziur. Prężnie rozwija się także teoretyczna strona tych badań” – wyjaśnił astronom.

Adam Kaczmarek w pracy naukowej skupia się na badaniach teoretycznych, analizując wpływ czarnych dziur na układy kwantowe. W grudniu otrzymał Śląską Nagrodę Naukową w kategorii „doktoranci” za badania na relatywistycznej informacji kwantowej w pobliżu czarnych dziur.

„Mój dzień pracy badawczej zaczyna się od kawy w gabinecie. Większość czasu spędzam na analizie danych, czytaniu literatury naukowej i notowaniu pomysłów. Praca naukowca to także godziny wpatrywania się w tablicę i analizowania złożonych problemów. Uniwersytet Jana Długosza w Częstochowie wspiera mnie w prowadzeniu badań na wysokim poziomie, w nawiązywaniu współpracy z innymi ośrodkami naukowymi, w tym zagranicznymi” – podsumował naukowiec.

Autorka: Julia Szymańska, PAP.

Tagi:

Wykorzystujemy pliki cookies, by dowiedzieć się, w jaki sposób użytkownicy korzystają z naszej strony internetowej i móc usprawnić korzystanie z niej. Dalsze korzystanie z tej strony internetowej jest jednoznaczne z zaakceptowaniem polityki cookies, aktualnej polityki prywatności i aktualnych warunków użytkowania. Więcej informacji Akceptuję