Listy czytelników

Szanowna Redakcjo!

Czytam o tzw. czarnych dziurach i trudno mi się z ich nazwą i opisem pogodzić. Już sama ich nazwa sugeruje, że są to miejsca, gdzie materia trafia i znika. Z drugiej strony wiemy, że te obiekty niebieskie, gdy przyciągają coraz więcej materii, mają coraz większą siłę grawitacyjną, a więc i coraz większą masę. Zjonizowane cząstki materii spadającej na to ciało najpierw wirują wokół niego, tworząc pole magnetyczne, podobnie jak tworzą je uzwojenia cewki, przez którą przepływa prąd elektryczny. Dzięki temu obserwujemy wyrzucaną przez to pole w przestrzeń zjonizowaną materię zwaną dżetami. Silne pole grawitacyjne tych obiektów powoduje też spowolnienie w nich upływu czasu, wskutek czego materia spadająca na to ciało niebieskie wiruje wokół niego coraz wolniej. Cząstki tej materii, czyli głównie wodoru, pod wpływem zwiększonego pola grawitacyjnego i temperatury najpierw zachowują się podobnie jak cząstki wewnątrz naszego Słońca, łącząc się najpierw w atomy helu, co obserwujemy jako promieniowanie tego obiektu. Dalsze zniżanie się wirujących cząstek powoduje dalsze ich ściskanie przez wzrastającą grawitację i łączenie się protonów z elektronami, w wyniku czego powstają neutrony, jak to się dzieje w gwiazdach neutronowych. Dalsze opadanie tych cząstek powoduje na pewno tworzenie się ze znajdujących się w neutronach kwarków kwarków o coraz większej masie. Te i inne powstające cząstki wskutek zwalniania się upływu czasu poruszają się coraz wolniej i praktycznie już nie docierają do środka tego ciała w rozsądnym dla nas czasie, więc nie znikają. Fotony powstające dzięki łączeniu się wodoru w hel podobnie, jak to się dzieje w naszym Słońcu, na pewno wydostają się z tego obszaru.

Fotonom z warstwy, gdzie tworzą się z protonów i elektronów neutrony, trudniej jest wydostawać się na zewnątrz tego ciała niebieskiego, ale na pewno część z nich wędruje coraz wyżej, tak jak fotony w gwiazdach neutronowych. Światło więc nie przestaje wydostawać się nagle z tego ciała niebieskiego, tylko prawdopodobieństwo wydostawania się tych fotonów staje się coraz mniejsze. Promień tych obiektów, niesłusznie nazywanych czarnymi dziurami, w miarę pochłaniania coraz większej ilości materii ciągle rośnie, o czym przekonamy się niedługo także z nowych teleskopów, bo zasłaniają one gwiazdy poza nimi. Na pewno te ciała niebieskie nie są wielkości atomów, jak pisali kiedyś niektórzy astrofizycy. Trudno też mówić o jakimś określonym horyzoncie zdarzeń, skąd nie wydostaje się już żadna informacja. Naukowcy powinni traktować te obiekty jak inne gwiazdy, co pozwoliłoby im z tych obserwacji wyciągać jakieś zrozumiałe wnioski. Co na to Redakcja „Wiedzy i Życia”?

MGR INŻ. ROMAN SENCZYNA

Szanowny Panie!

Poruszył Pan w swoim pytaniu kilka interesujących kwestii. Po pierwsze: co dzieje się w dyskach materii pochłanianej przez czarne dziury? Takie dyski obserwujemy wokół różnego rodzaju dziur. Dyski zwane akrecyjnymi występują bowiem zarówno wokół dziur gwiazdowych – a więc niezbyt masywnych, o masach rzędu kilkunastu mas Słońca, które wysysają materię ze zwykłych gwiazdowych towarzyszek – jak i w pobliżu supermasywnych czarnych dziur o masach kilku milionów lub nawet kilku miliardów mas Słońca, rezydujących w centrach galaktyk. W obu tych wypadkach materia opadająca na dziurę rozgrzewa się i zaczyna świecić, nie tylko w świetle widzialnym, ale też w wysokoenergetycznym promieniowaniu rentgenowskim. Szacuje się, że wydajność takiego procesu jest ogromna: gdy w fuzji termojądrowej na energię zamienia się nieco ponad 1% początkowej masy, w trakcie opadania na rotującą czarną dziurę na energię może się zamienić kilkadziesiąt procent początkowej masy opadającej materii. Wciąż trwają badania, jakie dokładnie procesy odpowiadają za tak wydajne grzanie. Z pewnością ważną rolę odgrywa tu wzajemne tarcie rozpędzonych do podświetlnych prędkości poszczególnych fragmentów dysku, są też modele zakładające znaczną rolę przenikającego dysk pola magnetycznego. Czy może tam zachodzić fuzja termojądrowa? Prawdopodobnie niekiedy tak, zwłaszcza w przypadku czarnych dziur gwiazdowych. Proces ten nie jest jednak dla opisu zachowania i promieniowania całego dysku kluczowy.

Druga sprawa to Pańska niewiara w istnienie horyzontu zdarzeń czarnej dziury, a więc obszaru, spod którego nie mogą się wydostać żadna materia, informacja ani promieniowanie. Rzeczywiście nie jest to pojęcie łatwe do zaakceptowania. Na usprawiedliwienie fizyków muszę jednak napisać, że wszystkie dotychczas wynikające z niego przewidywania udało się potwierdzić. Ostatnim, dosyć spektakularnym sukcesem ogólnej teorii względności było uhonorowanie tegoroczną Nagrodą Nobla odkrycia fal grawitacyjnych, które zostały wyemitowane właśnie przez dwie zderzające się czarne dziury. Dopóki więc nie znajdziemy teorii wyjaśniającej rzeczywistość lepiej od teorii Alberta Einsteina, musimy żyć z tajemnicą niepoznawalnego wnętrza czarnych dziur…

WERONIKA ŚLIWA