Fizičari otkrili kako bi gravitacijski valovi mogli uništiti Zemlju

Fizičari otkrili kako bi gravitacijski valovi mogli uništiti Zemlju

SVAKOME tko voli dokumentarce o svemiru dobro je poznato da živimo u prilično negostoljubivom svijetu u kojem nas mnogo toga može uništiti. Život na Zemlji u više je navrata u prošlosti bio na samom rubu, a u svakom trenutku mogao bi se ponovno naći na njemu.

Brojne svemirske prijetnje

Život može ugroziti mnogo toga, od prilično mogućih udara asteroida i sunčevih oluja, do manje vjerojatnih moćnih bljeskova gama zraka ili eksplozija supernova u svemirskom susjedstvu. Kataklizmičke prirodne pojave ne vode računa o činjenici da na plavom planetu u Sunčevom sustavu žive inteligentna stvorenja koja bi možda vrijedilo sačuvati. A možda samo mi mislimo da bi vrijedilo.

Primjerice, uvjeti u okolišu prije oko 2,5 milijuna godina doveli su na rub izumiranja australopiteke tijekom njihove evolucije u rod Homo erectus. Drugim riječima, malo je nedostajalo da ljudi ne dobiju priliku da se razviju.

Problem s crnim rupama

Jedna od pojava koje predstavljaju opasnost za Zemlju, a često se spominje u popularnim filmovima i tekstovima, također su i lutajuće crne rupe. Naime, kada se dvije galaksije sudare, one znaju u svemir lansirati goleme crne rupe, više stotina puta veće mase od Sunčeve. A ako neka od njih doputuje do Sunčevog sustava, crno nam se piše.

No to nije jedini scenarij u kojem bi nam crne rupe mogle zacrniti sudbinu. Jedno novo istraživanje Fransa Pretoriusa sa Sveučilišta Princeton i Williama Easta iz Instituta za teorijsku fiziku Perimeter u Kanadi pokazalo je da one mogu nastati u specifičnom srazu specifičnih gravitacijskih valova.

Odmah treba istaknuti, a kasnije u tekstu to ćemo i pojasniti, da ovaj događaj također ne spada u kategoriju vjerojatnijih, tako da nema ozbiljnih razloga za noćne more.

Kako gravitacijski valovi mogu stvoriti crne rupe?

O gravitacijskim valovima puno se govorilo posljednjih godina nakon što je njihovo postojanje, pretpostavljeno Einsteinovom općom teorijom relativnosti, potvrđeno 2015. godine u eksperimentu LIGO. Za to otkriće 2017. dodijeljena je Nobelova nagrada. Tada se pisalo kako je energija sadržana u gravitacijskim valovima golema. Poznati fizičar Kip Thorne, koji je široj javnosti poznatiji kao savjetnik za efekte crnih rupa u filmu Interstellar, a također i kao jedan od dobitnika spomenutog Nobela, 2016. godine rekao je da je energija gravitacijskih valova koju su snimljene crne rupe odaslale u kratkom trenutku sraza bila 50-ak puta veća od energije zračenja svih zvijezda u svemiru zajedno! To je važno istaknuti jer je za stvaranje crne rupe neophodno da gravitacijski valovi imaju golemu energiju. No prema kalkulacijama Pretoriusa i Easta važan je još i njihov oblik.

Ravni valovi

Znanstvenici već dulje pokušavaju shvatiti što bi se dogodilo kada bi se gravitacijski valovi sudarili. Prije svega treba znati da oni stežu i rastežu prostorno vremenski kontinuum kao što zvučni valovi zbijaju i rastežu zrak. Prema Einsteinu, tijela velike mase iskrivljuju prostor-vrijeme (ilustracija gore), a njihovo nejednoliko, ubrzano kretanje, kao što je primjerice kruženje dvije crne rupe ili dvije neutronske zvijezde i njihov sraz, stvorit će nabore, odnosno valove u prostor-vremenu, koji će se širiti unaokolo brzinom svjetlosti. Širenjem u obliku sfera valovi će s vremenom postati prilično ravni (ravnozemljašima se Zemlja čini ravnom upravo zato što je toliko velika da njezina zakrivljenost nije očigledna). Prema Einsteinu, takve ravne gravitacijske valove mogu također stvoriti i čestice koje se kreću brzinom svjetlosti.

Teorijski fizičari uglavnom se slažu da bi frontalni sudar takvih ravnih gravitacijskih valova trebao stvoriti tzv. singularnost kakva bi trebala postojati u središtu crne rupe. Na sreću, u većini slučajeva takva singularnost trebala bi vrlo brzo nestati, a uglavnom se očituje samo tako što u njoj uobičajeni zakoni fizike ne funkcioniraju na uobičajeni način.

No prema fizičarskom dvojcu, postoje okolnosti u kojima se to neće dogoditi. Oni u svojem novom radu, predstavljenom na web stranici arXiv, pokazuju kako bi u sudaru sfernog i ravnog gravitacijskog vala mogla nastati crna rupa.  Kada bi ti gravitacijski valovi pritom još imali i dovoljnu energiju, prostorno vremenski kontinuum mogao bi se obaviti oko singularnosti i oko nje stvoriti crnu rupu. Ona bi pak apsorbirala golemu energiju nastalu u sudaru moćnih valova.

Ipak nema straha ili...

Druga sretna okolnost, uz generalno malu vjerojatnost za ovakve događaje, u ovom scenariju jest činjenica da bi za stvaranje gravitacijskih valova koji bi bili toliko moćni da bi mogli izroditi crnu rupu u blizini Zemlje trebala postojati tijela golemih masa kakvih u našem svemirskom susjedstvu nema. Stvar je u tome da energija gravitacijskih valova pada kako se raspoređuje po sve većoj površini kugle koja se širi iz izvora, što znači da pada s udaljenošću.

Za ilustraciju, gravitacijski valovi koji su zabilježeni u eksperimentu LIGO na putu od izvora udaljenog milijardama svjetlosnih godina do Zemlje toliko su oslabili da su krakove golemog uređaja rastegnuli za dimenzije reda veličine protona.

Drugim riječima, izvor gravitacijskih valova koji bi stvorio crnu rupu - bio to sraz crnih rupa ili neutronskih zvijezda - trebao bi biti toliko blizu Zemlje da bi već i sami gravitacijski valovi zgužvali i razvukli naš planet tisućama kilometara, što pak znači da ionako ne bismo preživjeli.

Za kraj za one kojima se ovaj izračun može učiniti kao bizarna zabava ili traćenje vremena, napomenimo da bi nalazi fizičarskog dvojca, ako budu potvrđeni, mogli imati korisnu primjenu u kozmologiji. Osim toga nema tog znanja koje bi se moglo smatrati beskorisnim, ako nije pogrešno!

  

Znate li nešto više o temi ili želite prijaviti grešku u tekstu?
Učitavanje komentara