Ένας νέος αλγόριθμος θα βοηθήσει να έχουμε την πρώτη εικόνα μιας μαύρης τρύπας

Εδώ και 40 χρόνια, οι φυσικοί προσπαθούν να επιλύσουν ένα πρόβλημα που επικαλείται ο αστροφυσικός Stephen Hawking: ότι οι μαύρες τρύπες φαίνεται ότι καταστρέφουν όλες τις πληροφορίες που περνάει στον ορίζοντα γεγονότων.

Αυτή η καταστροφή δημιουργεί ένα "παράδοξο της πληροφορίας της μαύρης τρύπας», επειδή έρχεται σε αντίθεση με τον ντετερμινισμό, μια από τις πιο θεμελιώδεις αρχές της επιστήμης.

O Hawking και δύο συνάδελφοί του πιστεύουν ότι μπορεί να έχουν βρει έναν τρόπο να ξεπεράσουν αυτό το πρόβλημα, τουλάχιστον εν μέρει, χάρη στα άμαζα σωματίδια διατήρησης των πληροφοριών γνωστά ως "μαλακά μαλλιά", που ισχυρίζονται ότι θα πρέπει να περιβάλλουν τις μαύρες τρύπες.

Τώρα οι επιτελείς του προγράμματος Event Horizon Telescope (Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων) υποστηρίζουν ότι στις αρχές του 2017 θα καταφέρουν να καταγράψουν σε φωτογραφίες τον ορίζοντα των γεγονότων μιας μελανής οπής. Αν τα καταφέρουν θα είναι η πρώτη φορά που θα έχουμε πραγματικές εικόνες από το περιβάλλον μιας μαύρης τρύπας.

Σύμφωνα με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, ο ορίζοντας των γεγονότων είναι το σημείο στον χωροχρόνο εντός του οποίου τα γεγονότα δεν μπορούν να επηρεάσουν τον παρατηρητή, καθώς η βαρύτητα ισοδυναμεί με καμπύλωση του χωροχρόνου. Με απλά λόγια είναι το «σημείο χωρίς επιστροφή», δηλαδή το σημείο στο οποίο η βαρυτική έλξη γίνεται τόσο δυνατή, ώστε κάθε διαφυγή να είναι αδύνατη.

Το Event Horizon Telescope είναι ένα δίκτυο εννέα ραδιοτηλεσκοπίων που είναι εγκατεστημένα σε διάφορες περιοχές του πλανήτη. Οι παρατηρήσεις των τηλεσκοπίων και η επεξεργασία τους με ένα λογισμικό που βασίζεται σε ένα νέο αλγόριθμο θα βοηθήσουν στην οπτική αποτύπωση του ορίζοντα των γεγονότων του Τοξότη Α*, της μελανής οπής που βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία μας. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η εικόνα του ορίζοντα των γεγονότων της μαύρης τρύπας θα μοιάζει με μια μεγάλη ημισέληνο. Οι ερευνητές θα παρουσιάσουν την τεχνολογία με την οποία θα επιχειρήσουν να καταγράψουν τις εικόνες του ορίζοντα των γεγονότων σε συνέδριο πληροφορικής που θα γίνει σε λίγες εβδομάδες.

Τα "μαλακά μαλλιά"των μελανών οπών - Η θεωρία του Χόκινγκ


Στις αρχές του 2016 ο διάσημος αστροφυσικός Στίβεν Χόκινγκ παρουσίασε μια νέα θεωρία για τις μαύρες τρύπες στη μελέτη των οποίων έχει αφιερώσει ουσιαστικά την ζωή του. Ο Χόκινγκ ανέπτυξε την νέα θεωρία σε συνεργασία με τον φυσικό Μάλκολμ Πέρι από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και τον φυσικό Άντριου Στρόμινγκερ από το Χάρβαρντ. Οι τρεις ερευνητές υποστηρίζουν ότι οι πληροφορίες που υπάρχουν στην ύλη που εισέρχεται σε μια μαύρη τρύπα δεν καταστρέφονται μαζί με αυτή αλλά αποσπώνται και αποθηκεύονται σε εξωτικές κοσμικές δομές στον ορίζοντα των γεγονότων, το αόρατο σύνορο το οποίο περιβάλλει κάθε μαύρη τρύπα στο Σύμπαν και εμποδίζει το φως να ξεφύγει. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι πληροφορίες που εισέρχονται στις μελανές οπές αποθηκεύονται σε μια κοσμική δομή την οποία ονομάζουν «μαλακά μαλλιά».

Σύμφωνα με τον Χόκινγκ και τους συνεργάτες του αυτά τα… μαλλιά αποτελούνται από φωτόνια και βαρυτόνια. Τα βαρυτόνια είναι υποθετικά στοιχειώδη σωματίδια φορείς της βαρυτικής αλληλεπίδρασης. Οπως αναφέρουν οι τρεις επιστήμονες όταν η ύλη εισέρχεται σε μια μελανή οπή οι πληροφορίες τους «απογυμνώνονται» από αυτή και… πιάνονται στα «μαλακά μαλλιά» που βρίσκονται στον ορίζοντα των γεγονότων. Η θεωρία τους δημοσιεύεται στο νέο τεύχος της επιθεώρησης «Physical Review Letters» με τον Χόκινγκ να αναφέρει ότι δεν αποκλείεται οι μαύρες τρύπες να αποτελούν πύλες επικοινωνίας με άλλα σύμπαντα.

Ο αλγόριθμος του προγράμματος Event Horizon Telescope. έχει τη δυνατότητα να βοηθήσει να ξεπεραστούν ορισμένες από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην κατασκευή εικόνων υψηλότερης ποιότητας, και θα παρουσιαστεί στο συνέδριο Computer Vision and Pattern Recognition, αυτόν τον μήνα.
thecuriosityofcat
8/6/2016

0 σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου