Í gærkvöldi horfði ég á fróðlegan og skemmtilegan þátt um svarthol í Horizon seríunni á BBC Two. Farið var vítt og breitt yfir það nýjast sem vitað er um svarthol og hvaða þýðingu það hefur fyrir það sem við teljum okkur vita um alheiminn. Ég fyrir mitt leyti var samþykkur flestu sem þarna kom fram og sá ekki annað en að þarna væri rétt farið með allar helstu staðreyndir. Það er t.d. á almanna vitorði núorðið að líklega eru risastór svarthol í miðju allra sólkerfa. Í okkar eigin sólkerfi er þetta svarthol um milljón sinnum stærra en sólin okkar en hún er eins og allir vita um milljón sinnum stærri en jörðin okkar. Þetta er það sem við köllum gjarnan súpersvarthol til aðgreiningar frá stjörnusvartholum sem eru auðvitað miklu minni og milljón sinnum fleiri en hin.
Í þættinum var því m.a. lýst hvernig almenna afstæðiskenningin útskýrir á einfaldan og fallegan máta allt sem lýtur að þyngdarlögmálinu. Það var farið vel yfir það hvernig rúm og tími halda alheiminum saman og hvernig massi formar rúmið sem aftur þrýstir nálægum mössum hverjum að öðrum. Mér þótti Michio Kaku skýra ágætlega reikningsvilluna sem Einstein gerði varðandi takmörk almennu afstæðiskenninguna. Það varð snemma ljóst að eitthvað gekk ekki upp þegar hlutirnir urðu smærri og smærri. Það kann að vera í lagi í stærðfræði að ímynda sér að eitthvað sé óendanlegt (∞) . Stærðfræði er hvort sem er bara hugarleikfimi. Í eðlisfræði gengur það hinsvegar engan vegin upp reikna með ∞. Það er einfaldlega ekki hægt að helminga raunverulegan og áþreifanlegan hlut endalaust.
Skammtafræðin (quantum mechanics) skilgreinir þetta allt saman varðandi hluti sem eru örsmáir og lúta rafsegulkröftum ásamt veikum og sterkum atómkröftum. Gallinn er sá að skammtafræðin útskýrir ekki jafnvel hvernig hlutir haga sér gagnvart þyngdarkröftum (gravity). Við Michio, sem hefur sérhæft sig meira en ég í String theory, höfum verið að reyna að sameina þetta tvennt í því sem við köllum skammta þyngdarlögmálið (quantum gravity theory), sumir kalla þetta Theory of everything, en rekumst alltaf á sama vandann. Þegar rýmið nálgast núll verður massinn óendanlegur (∞). Og reyndar ekki bara núll heldur óendanlega margar runur af óendalegu.
Og hvað kemur þetta svartholum við? Um langan aldur hafa eðlisfræðilegar rannsóknir (experimental physics) og kennileg eðlisfræði (theoretical physics) gengið hönd í hönd og styrkt hvor aðra og örvað til nýrra dáða. Svartholin er hinsvegar ekki hægt að rannsaka beint. Þau eru ósýnileg og aðeins er hægt að reikna sig til um tilvist þeirra eftir sýnilegum atvikum í nágrenni þeirra. Þegar hugmyndafræðin og reiknilíkönin bregðast okkur erum við því í hálfgerðu tómarúmi. Hvað gerist þegar allt efni sem svartholið dregur til sín skreppur saman og verður óendanlega lítið að rúmmáli og með óendanlega mikinn massa? Hvað var áður en Stóri hvellur leysti allan massa alheimsins úr læðingi fyrir nærri 14 billjónum ára?
Þetta er það sem við erum að velta fyrir okkur núna ásamt betri skýringum á eðli andefnis og Higgs boson sem e.t.v. getur útskýrt fyrir okkur hversvagna sumt hefur þyngd en annað ekki.
Comments