Által Carlo Rovelli

valami paradox az, hogy mit tudunk arról, hogy a fekete lyukak. Most “normális” tárgyakká váltak a csillagászok számára. A csillagászok megfigyelik őket, megszámolják és megmérik őket. Pontosan úgy viselkednek, ahogy Einstein elmélete egy évszázaddal ezelőtt megjósolta, amikor senki sem álmodott arról, hogy ilyen sajátos tárgyak valóban létezhetnek. Tehát ellenőrzés alatt állnak. És mégis, teljesen titokzatosak maradnak.

az egyik oldalon van egy szép elmélet, az általános relativitáselmélet, megerősítette, látványos módon csillagászati megfigyelések, amely számlák tökéletesen, amit a csillagászok lásd: ezek a szörnyek, hogy nyelni csillag forog, az örvények, amelyek olyan hihetetlenül erős sugarak, valamint egyéb ördöngösség. Az univerzum meglepő, változatos, tele van olyan dolgokkal, amelyeket soha nem terveztünk vagy elképzeltünk, de érthető. Másrészt még mindig van egy kis kérdés, amelyre a gyerekek specializálódtak, amikor a felnőttek túlságosan lelkesek: “de hová megy az összes anyag, amelyet látunk, egy fekete lyukba esik?”

és ez az, ahol a dolgok nehézkessé válnak. Einstein elmélete precíz és elegáns matematikai leírást ad még a fekete lyukak belsejéről is: ez jelzi azt az utat, amelyet az anyagnak fekete lyukba kell esnie. Az ügy egyre gyorsabban esik, amíg el nem éri a központi pontot. Aztán … aztán Einstein egyenletei elvesztenek minden értelmet. Már nem mondanak semmit. Úgy tűnik, hogy olvadnak, mint a hó a napsütésben. A változók végtelenné válnak, és semmi értelme. Jaj.

mi történik az anyaggal, amely a lyuk középpontjába esik? Nem tudjuk.

teleszkópjainkon keresztül látjuk, hogy esik, és szellemileg követjük a pályáját, amíg el nem éri a középpontot, majd nem tudjuk, mi történik ezután. Tudjuk, hogy mi a fekete lyuk, mind kívülről, mind belülről, de hiányzik egy fontos részlet: a központ. De ez aligha jelentéktelen részlet, mert minden, ami beleesik (és a fekete lyukakba, amelyeket az égen megfigyelünk, a dolgok továbbra is esnek), a közepén fejeződik be. Az ég tele van fekete lyukakkal, ahol láthatjuk, hogy a dolgok eltűnnek … de nem tudjuk, mi lesz velük.

az erre a kérdésre adott válaszok feltárására tett utak eddig veszélyesek voltak. Talán, például, az ügy felmerül egy másik univerzumban? Talán még a saját univerzumunk is így kezdődött, miközben egy fekete lyuk nyílt meg az előzőben? Talán egy fekete lyuk közepén minden olyan valószínűségi felhőbe olvad, ahol a téridő és az anyag már nem jelent semmit? Vagy talán a fekete lyukak hőt sugároznak, mert az anyag, amely belép hozzájuk, titokzatosan átalakul, több millió év alatt, hővé.

” mi történik a lyuk középpontjába eső anyaggal? Nem tudjuk”

A Marseille-ben dolgozó kutatócsoportban, a grenoble-i kollégákkal és a hollandiai Nijmegenben dolgozó kollégákkal együtt megvizsgáljuk azt a lehetőséget, amely számunkra egyszerűbbnek és valószínűbbnek tűnik: az anyag lelassul, és megáll, mielőtt eléri a központot. Amikor rendkívül koncentrált, hatalmas nyomás alakul ki, amely megakadályozza annak végső összeomlását. Ez hasonló a “nyomáshoz”, amely megakadályozza az elektronok atomokba esését: ez kvantum jelenség. Az anyag leáll, és egyfajta rendkívül kicsi és rendkívül sűrű csillagot képez: egy “Planck csillag”. Aztán valami történik, ami mindig történik, hogy számít az ilyen esetekben: ez lepattan.

Ez lepattan, mint egy labda esett a földre. A labdához hasonlóan az esés pályája mentén, időbeli hátramenetben visszapattan, így a fekete lyuk átalakítja magát (az “alagút-effektus” révén, amint azt a zsargonban mondjuk) ellentétévé: egy fehér lyukba.

egy fehér lyuk? Mi a fehér lyuk? Ez egy másik megoldás Einstein egyenleteire (mint például a fekete lyukak), amelyekről az egyetemi tankönyvem azt mondja, hogy” nincs semmi, mint a való világban ” … ez a tér olyan régiója, amelybe semmi sem léphet be, hanem ahonnan a dolgok megjelennek. Ez az idő megfordítása egy fekete lyuk. Egy lyuk, ami felrobban.

de akkor miért látjuk, hogy az anyag fekete lyukakba esik, de nem látjuk, hogy azonnal visszapattan? A válasz-és ez a döntő pont, amivel foglalkozunk-az idő relativitásában rejlik. Az idő nem halad át mindenhol azonos sebességgel. Minden fizikai jelenség lassabb a tengerszint felett, mint a hegyekben. Az idő lelassul, ha alacsonyabb vagyok, ahol a gravitáció a legintenzívebb. A fekete lyukakon belül a gravitációs erő rendkívül erős, ennek eredményeként az idő heves lassulása következik be. Az eső anyag újjáéledése gyorsan megtörténik, ha valaki látja a közelben, ha el tudjuk képzelni, hogy valaki egy fekete lyukba merészkedik, hogy megnézze, milyen belülről. De kívülről nézve úgy tűnik, hogy minden lelassul. Rendkívül lelassult. Látjuk, hogy a dolgok eltűnnek és eltűnnek a látványból, rendkívül hosszú ideig. Kívülről nézve minden több millió évig fagyottnak tűnik – pontosan hogyan érzékeljük az égen látható fekete lyukakat.

de a rendkívül hosszú idő nem végtelen idő, és ha elég sokáig várnánk, látnánk, hogy az ügy kijönne. A fekete lyuk végül talán nem több, mint egy csillag, amely összeomlik, majd lepattan – extrém lassú mozgásban, amikor kívülről látják.

Ez Einstein elméletében nem lehetséges, de Einstein elmélete nem veszi figyelembe a kvantumhatásokat. A kvantummechanika lehetővé teszi az anyag számára, hogy elkerülje a sötét csapdáját.

mennyi idő után? Nagyon rövid idő elteltével a fekete lyukba esett ügyben, de rendkívül hosszú idő után azok számára, akik kívülről megfigyeljük.

tehát itt van az egész történet: amikor egy csillag, például a nap, vagy egy kicsit nagyobb, abbahagyja az égést, mert elfogyasztotta az összes hidrogént, a hő már nem generál elegendő nyomást a súlyának ellensúlyozására. A csillag önmagában összeomlik, és ha elég nehéz, fekete lyukat képez és beleesik. A nap dimenzióinak csillaga, azaz több ezerszer nagyobb, mint a Föld, másfél kilométer átmérőjű fekete lyukat hozna létre.

az egész nap a láb lábánál volt. Ezek a fekete lyukak, amelyeket megfigyelhetünk az égen. A csillag kérdése folytatódik a belsejében, egyre mélyebbre megy, amíg el nem éri a hatalmas tömörítési szintet, ami visszapattan. A csillag teljes tömege egy molekula térébe koncentrálódik. Itt a visszataszító kvantumerő berobban, és a csillag azonnal lepattan és felrobban. A csillag számára csak néhány század másodperc telt el. De a hatalmas gravitációs mező által okozott idő tágulása olyan rendkívül erős, hogy amikor az anyag újra megjelenik, az univerzum többi részében több tízmilliárd év telt el.

valóban ez a helyzet? Nem tudom biztosan. Azt hiszem, az is lehet. Az alternatívák kevésbé valószínűnek tűnnek számomra. De lehet, hogy tévedek. Még mindig olyan öröm, hogy megpróbálom kitalálni.

egy további kivonatban, “Copernicus és Bologna”, Rovelli írja az egyetemi oktatás értékéről

…Bolognában is találtam valami mást, amikor ott tanultam a hetvenes években: egy találkozás nemzedékem szellemével, egy olyan generációval, amely mindent meg akart változtatni, amely arról álmodott, hogy új gondolkodásmódokat talál ki, együtt élni és szeretni. Az egyetemet több hónapig elfoglalták a politikailag elkötelezett hallgatók. Részt vettem a Radio Alice barátaival, a független rádióállomással, amely a hallgatói lázadás hangjává vált.

a házak osztozunk, mi táplált a kamasz álma nulláról indul, az átalakítás, hogy a világ a semmiből, hogy átalakítsam a valami más, több annál. Egy naiv elég álom, kétségtelenül, mindig célja, hogy szembenézzen a tehetetlenség a hányados; mindig valószínű, hogy szenved nagy csalódás. De ugyanaz az álom volt, amellyel Kopernikusz találkozott Olaszországban a reneszánsz elején. Nemcsak Leonardo és Einstein, hanem Robespierre, Gandhi és Washington álma: az abszolút álmok, amelyek gyakran egy falnak csapnak minket, amelyek gyakran rosszul irányulnak – de amelyek nélkül nem lenne a mai világunkban a legjobb.

“a fekete lyuk talán nem több, mint egy csillag, amely extrém lassú mozgásban összeomlik és visszapattan”

mit kínálhat nekünk most az egyetem? Ugyanazt a gazdagságot kínálja, mint amit Kopernikusz talált: a múlt felhalmozott tudása, valamint a felszabadító gondolat, hogy a tudás átalakítható és átalakítóvá válhat.

Ez, azt hiszem, az egyetem valódi jelentősége. Ez az a kincses ház, amelyben az emberi tudás odaadó védelem alatt áll, biztosítja az életerőt, amelyen minden, amit a világon tudunk, és minden, amit meg akarunk tenni. De ez az a hely is, ahol az álmokat táplálják: ahol fiatalos bátorságunk van arra, hogy megkérdőjelezzük ezt a tudást, hogy továbblépjünk, hogy megváltoztassuk a világot.

ezek a kivonatok a könyvből származnak vannak olyan helyek a világon, ahol a szabályok kevésbé fontosak, mint a kedvesség, írta Allen Lane november 5-én az Egyesült Királyságban. A felülvizsgálat következik overleaf

vásárolja meg a könyvet az Amazon-tól *

most nézze meg Carlo Rovelli beszélni az idő természetéről a science talks sorozatunkban a YouTube-on