Av Carlo Rovelli

det er noe paradoksalt i det vi vet om svarte hull. De har nå blitt «normale» objekter for astronomer. Astronomer observerer dem, teller dem og måler dem. De oppfører seg akkurat Som Einsteins teori spådde for et århundre siden, da ingen drømte om at slike spesielle gjenstander faktisk kunne eksistere. Så, de er under kontroll. Og likevel forblir de helt mystiske.på den ene siden har vi en vakker teori, generell relativitet, bekreftet på spektakulær måte av astronomiske observasjoner, som står helt bra for hva astronomene ser: disse monstrene som svelger stjerner dreier seg i hvirvler og produserer utrolig kraftige stråler og annen djevel. Universet er overraskende, variert, fullt av ting som vi aldri hadde forutsett eller forestilt eksistensen av, men forståelig. På den annen side er det fortsatt et lite spørsmål av den typen som barn spesialiserer seg på når voksne er altfor entusiastiske:» men hvor går alt materialet vi ser faller inn i et svart hull?»

Og det er her ting blir vanskelig. Einsteins teori gir en presis og elegant matematisk beskrivelse selv av innsiden av sorte hull: det indikerer banen som materiale som faller inn i et svart hull må følge. Saken faller stadig raskere til den når det sentrale punktet. Og Så … Da Einsteins ligninger mister all mening. De forteller oss ikke lenger noe. De ser ut til å smelte som snø i solskinn. Variablene blir uendelige og ingenting gir mening. Au.

hva skjer med saken som faller inn i midten av hullet? Vi vet ikke.

gjennom våre teleskoper ser vi den falle, og vi følger mentalt dens bane til den nesten når sentrum, og da har vi ingen kunnskap om hva som skjer videre. Vi vet hva sorte hull består av, både ute og inne, men en viktig detalj mangler: sentrum. Men dette er neppe en ubetydelig detalj, fordi alt som faller inn (og inn i de svarte hullene som vi observerer på himmelen, fortsetter ting å falle) slutter opp i sentrum. Himmelen er full av svarte hull der vi kan se ting forsvinne… men vi vet ikke hva som blir av dem.

veiene tatt for å utforske svar på dette spørsmålet har så langt vært farlige. Kanskje, for eksempel, oppstår saken i et annet univers? Kanskje selv vårt eget univers begynte på denne måten, fremvoksende om et svart hull åpnet i en foregående? Kanskje i midten av et svart hull smelter alt inn i en sky av sannsynlighet hvor romtid og materie ikke lenger betyr noe? Eller kanskje sorte hull bestråler varme fordi saken som kommer inn i dem, er mystisk forvandlet, over zillioner av år, til varme.

» Hva skjer med saken som faller inn i midten av hullet? Vi vet ikke »

i forskningsgruppen jeg jobber med I Marseille, sammen med kolleger I Grenoble og Nijmegen I Nederland, utforsker vi en mulighet som virker for oss både enklere og mer plausibel: saken bremser og stopper før den når sentrum. Når det er mest ekstremt konsentrert, utvikler et enormt trykk som forhindrer dets ultimate sammenbrudd. Dette ligner på «trykket» som forhindrer elektroner i å falle i atomer: det er et kvantefenomen. Matter slutter å falle og danner en slags ekstremt liten og ekstremt tett stjerne: en «Planck star». Så skjer det noe som alltid skjer med saken i slike tilfeller: det rebounds.

det rebounds som en ball falt på gulvet. Som ballen går det tilbake langs høstens bane, i temporal revers, og på den måten forvandler det svarte hullet seg selv (ved «tunneleffekt», som vi sier i jargongen)til motsatt: et hvitt hull.

et hvitt hull? Hva er et hvitt hull? Det er en annen løsning På Einsteins ligninger (som svarte hull er) som min universitetsbokbok sier at «det er ingenting som det i den virkelige verden»… Det er tid reversering av et svart hull. Et hull som eksploderer.

Men så hvorfor ser vi saken faller inn i svarte hull, men ser det ikke umiddelbart å hoppe ut igjen? Svaret – og dette er det avgjørende punktet om hva vi har å gjøre med-ligger i relativitetsteorien av tid. Tiden går ikke med samme hastighet overalt. Alle fysiske fenomener er langsommere på havnivå enn i fjellene. Tiden bremser ned hvis jeg er lavere ned, hvor tyngdekraften er mest intens. Inne i svarte hull er tyngdekraften ekstremt sterk, og som et resultat er det en voldsom senking av tiden. Rebounding av fallende materie skjer raskt hvis det ses av noen i nærheten, hvis vi kan forestille oss at noen går inn i et svart hull for å se hvordan det er på innsiden. Men sett fra utsiden ser alt ut til å bli bremset ned. Enormt bremset ned. Vi ser ting forsvinne og forsvinne fra visningen i svært lang tid. Sett fra utsiden ser alt frosset ut i millioner av år-nøyaktig hvordan vi oppfatter de svarte hullene vi kan se på himmelen.Men en ekstremt lang tid er ikke en uendelig tid, og hvis vi ventet lenge nok, ville vi se saken komme ut. Et svart hull er i siste instans kanskje ikke mer enn en stjerne som kollapser og deretter returer – i ekstrem slowmotion når den ses fra utsiden.Dette er ikke mulig I Einsteins teori, Men Einsteins teori tar ikke hensyn til kvanteffekter. Kvantemekanikk tillater saken å flykte fra sin mørke felle.

etter hvor lenge? Etter en veldig kort tid for saken som har falt inn i det svarte hullet, men etter en ekstremt lang for de av oss som observerer det fra utsiden.Så her er hele historien: når en stjerne som solen, eller litt større, slutter å brenne fordi den har konsumert alt sitt hydrogen, genererer varmen ikke lenger nok press for å motveie vekten. Stjernen kollapser inn på seg selv, og hvis den er tilstrekkelig tung, produserer den et svart hull og faller inn i det. En stjerne av solens dimensjoner, det vil si tusenvis av ganger større Enn Jorden, ville generere et svart hull med en diameter på en og en halv kilometer.

Tenk deg det: hele solen inneholdt i volumet av foten. Dette er de svarte hullene som vi kan observere på himmelen. Saken om stjernen fortsetter på sin kurs inne, går stadig dypere til den når det monstrøse kompresjonsnivået som får det til å rebound. Hele massen av stjernen er konsentrert inn i et molekyls rom. Her slår den repulsive kvantekraften inn, og stjernen kommer straks tilbake og begynner å eksplodere. For stjernen har bare noen få hundre av et sekund gått. Men utvidelsen av tiden forårsaket av det enorme gravitasjonsfeltet er så ekstremt sterk at når saken begynner å dukke opp igjen, i resten av universet, har det gått flere milliarder år.

er dette virkelig tilfelle? Jeg vet ikke sikkert. Jeg tror det kan godt være. Alternativene virker mindre troverdige for meg. Men jeg kan ta feil. Å prøve å finne ut det, er fortsatt en glede.

I et ytterligere utdrag, «Copernicus og Bologna», Skriver Rovelli om verdien av en universitetsutdanning

…jeg fant også noe annet i Bologna, da jeg studerte der på syttitallet: et møte med den ånden i min generasjon, en generasjon som var innstilt på å forandre alt, som drømte om å finne opp nye måter å tenke på, å leve sammen og å elske. Universitetet var okkupert i flere måneder av politisk engasjerte studenter. Jeg ble involvert med Vennene Til Radio Alice, den uavhengige radiostasjonen som hadde blitt stemmen til studentopprøret.

i husene vi delte, næret vi ungdommens drøm om å starte fra null, om å omforme verden fra bunnen av, omforme den til noe annet og mer rettferdig. En naiv nok drøm, uten tvil, alltid forutbestemt til å møte treghet av quotidian; alltid sannsynlig å lide stor skuffelse. Men Det var den samme drømmen Som Copernicus hadde møtt I Italia i begynnelsen av Renessansen. Drømmen Ikke bare Om Leonardo Og Einstein, Men Også Om Robespierre, Gandhi og Washington: absolutte drømmer som ofte katapulterer oss mot en vegg, som ofte er feilsendt – men uten hvilken vi ikke ville ha noe av det som er best i vår verden i dag.

«et svart hull er kanskje ikke mer enn en stjerne som kollapser og rebounds i ekstrem slow motion»

hva kan universitetet tilby oss nå? Det kan tilby de samme rikdommene Som Copernicus fant: den akkumulerte kunnskapen om fortiden, sammen med den frigjørende ideen om at kunnskap kan forvandles og bli transformativ.

dette tror jeg er den sanne betydningen av et universitet. Det er skattehuset der menneskelig kunnskap er hengivent beskyttet, det gir livsnerven som alt vi vet i verden avhenger av, og alt vi vil gjøre. Men det er også stedet hvor drømmer blir næret: hvor vi har det ungdommelige motet til å stille spørsmål til den kunnskapen, for å gå fremover, for å forandre verden.disse utdragene er hentet Fra boken There Are Places In The World Where Rules Are Less Important Than Kindness, utgitt av Allen Lane den 5. November i STORBRITANNIA. En anmeldelse følger overleaf

Kjøp boken fra Amazon*

Se Nå Carlo Rovelli snakke om tidens natur i vår science talks-serie På YouTube