PÖÖRANE IDEE ⟩ Kas must auk saaks tekkida ka ainult valgusest?

Nii kuvab tehisaru võimalikku musta augu moodustumist vaid valgusest. Teadsulikult seda meie tänases universumis juhtuda ei saa, mis ei välista asjaolu, et selliseid musti auke võis tekkida varases univrsumis. Foto: Marek Strandberg Dall-E tehisaru abil

Kui piisavalt materjali ühte punkti kokku suruda, siis aegruum hakkab kortsuma, moodustades kosmilise musta augu. Einsteini võrrandite kohaselt hõlmab see «materjal» ka massitu elektromagnetilise kiirguse kuma. Arvestades valemit E = mc², mis kirjeldab massi ja energia võrdelisust, peaks valguse energia teoreetiliselt suutma luua musta augu, kui seda on piisavas koguses ühte punkti koondunud.

Enne, kui haarate oma suured laserid ja hakkate universumi põhja auke puurima, on Hispaanias asuva Madridi Complutense'i ülikooli ja Kanadas asuva Waterloo ülikooli teadlastel midagi olulist teada anda.

Schwingeri efektiks nimetatud nähtus võib selle protsessi muuta võimatuks juba enne, kui te üldse alustada jõuate.

Einsteini üldrelatiivsusteooria kirjeldab, kuidas ruum ja aeg moonduvad vastavalt energia hulgale, näiteks massiga kaasnevale energiale. Pange piisavalt massi ühte kohta ja moonutus muutub nii äärmuslikuks, et isegi valgus ei pääse sellest välja.

1950. aastate keskel avastas Ameerika füüsikateoreetik John Wheeler, et Einsteini teoorias ei olnud midagi, mis välistaks võimaluse, et piisava kontsentratsiooniga gravitatsiooni- või elektromagnetilised lained võivad aegruumi niivõrd moonutada, et need lained jäävad samasse kohta kinni.

Ta nimetas seda eksootilist objekti geooniks ja pidas seda hüpoteetiliseks, väga ebastabiilseks osakeseks.

Tänapäeval on geoonid teaduslike mõtiskluste rudimendid, mis andsid meile ka ussiaugud  ja valged augud ; teoreetilised mänguasjad, mis räägivad meile rohkem matemaatiliste mudelite piiridest kui füüsilisest reaalsusest.

Siiski ilmub geooni vorm, mida Wheeler nimetas «kugelblitziks», aeg-ajalt ulmefilmides fantastilise jõuallikana. Saksa keeles tähendab see keravälku ning need tillukesed prootonisuurused mustad augud peaksid tekkima võimsate valguskiirte, näiteks futuristliku, suure võimsusega laseri intensiivse fokusseerimise tagajärjel.

Kuigi üldrelatiivsusteooria annab kuugelblitzidele rohelise tule, on kvantfüüsikutel omad kahtlused. Nii analüüsis teoreetiline füüsik Álvaro Álvarez-Domínguez Madridi Complutense'i ülikoolist oma meeskonnaga elektromagnetväljade käitumist juhtudel, kui nende energia tõuseb äärmuslikele tasemetele.

Kvantmaailm on nagu kasiino, kus võimaluste lained virvendavad pidevalt nagu katkematud ruletirattad. Väikeste panustega võidud on harvad, kuid piisavalt raha ühele lauale pannes on võit peaaegu garanteeritud.

Samamoodi tagab tugev elektromagnetväli tühjas ruumis peaaegu kindlasti elektronide ja positronide paaride tekkimise kvantvõimaluste lõputust virrvarrist.

Läbivaatamisel olevas artiklis näitasid Álvarez-Domínguez ja tema meeskond, et Schwingeri efektina tuntud nähtus takistaks kuugelblitzide moodustumist suurustes alates peaaegu Jupiteri mõõtmetest kuni murdosani prootoni suurusest.

Praktiliselt tähendab see, et kogu selle valguse ühte kohta koondamine annaks vajaliku energia laetud osakeste paaride tekkimiseks, mis liiguvad peaaegu valguse kiirusel, takistades aegruumi võngete kasvamist. See takistab musta augu teket.

«Meie analüüs näitab, et mustade aukude moodustumine ainult elektromagnetkiirgusest on võimatu, olgu see siis valguse kontsentreerimine hüpoteetilises laborikeskkonnas või looduslikult esinevates astrofüüsikalistes nähtustes,» kirjutab meeskond oma analüüsis.

See ei tähenda, et võimalust täielikult välistada saab. Teadlased tunnistavad, et «eriti äärmuslikes tingimustes» varajases universumis oleksid asjad võinud olla teisiti.

Teised geoonide vormid, nagu need, mis gravitatsioonilainetel põhinevad, võisid eksisteerida ka miljardite aastate taguses algses kosmoses.

Need, kes loodavad kuugelblitz-toitega kosmoselaevaga tähti külastada, peavad aga oma plaanid ümber tegema.

See artikkel on saadaval eelprindiserveris. 

Allikas: Sciencealert