Singularity, 1965: η πιο περίεργη επέτειος

Π​​ενήντα ακριβώς χρόνια πριν ο φυσικός και μαθηματικός σερ Ρότζερ Πένροουζ, ο οποίος σήμερα φέρει τον τίτλο του Professor Emeritus του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, σχηματοποίησε δύο θεωρήματα που σχετίζονται με τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Το ένα θεώρημα είναι αυτό της «βαρυτικής ανωμαλίας» (gravitational singularity), η οποία λογίζεται σαν ένα «σφάλμα» στο χωρόχρονο. Το δεύτερο είναι το λεγόμενο θεώρημα των «παγιδευμένων επιφανειών», οι οποίες δημιουργούνται όταν ένας αστέρας μάζας πολύ μεγαλύτερης από εκείνη του δικού μας ήλιου φτάνει στο τέλος του μέσα από μια τερατώδη έκρηξη (υπερκαινοφανής αστέρας). Η μάζα του στη συνέχεια καταρρέει στον πυρήνα του σχηματίζοντας μια «μαύρη τρύπα» στον χώρο αλλά και στον χρόνο, στο κέντρο της οποίας φωλιάζει η «βαρυτική ανωμαλία» του Πένροουζ, ένα ελάχιστο σημείο άπειρης πυκνότητας - κάτι παράλογο για τους φυσικούς νόμους όπως τους ξέρουμε.
Οι μαύρες τρύπες ήταν μέχρι το 1965, που ο Πένροουζ μίλησε για «ανωμαλία», γνωστές στη θεωρητική φυσική αν και ο όρος καθιερώθηκε μετά το 1967, οπότε και τον χρησιμοποίησε για πρώτη φορά ο Αμερικανός Τζον Ουίλερ. Το θεώρημα της «ανωμαλίας» εξάπτει την πιο άγρια φαντασία όταν διαβάζεις τον ορισμό της (ειδικά σήμερα που οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει, ελαφρώς «διά της ατόπου απαγωγής», μαύρες τρύπες στο σύμπαν), πόσο μάλλον όταν μετά τα θεωρήματα του Πένροουζ, ο νεαρός τότε Στίβεν Χόκινγκ πήγε την ιδέα ακόμα παραπέρα: ότι στο «σημείο μηδέν» απ’ το οποίο προέκυψε το σύμπαν μας με τη Μεγάλη Εκρηξη, βρισκόταν ακριβώς αυτό: μια «βαρυτική ανωμαλία» άπειρης, αδιανόητης πυκνότητας απ’ όπου ξεπήδησαν όλα όσα υπάρχουν σήμερα. Γι’ αυτό και ορισμένοι κοσμολόγοι έχουν αναπτύξει την ιδέα ότι, στην πραγματικότητα, το σύμπαν μας προήλθε από και βρίσκεται ακόμα μέσα σε μια μαύρη τρύπα (!): η αρχική «ανωμαλία» απ’ την οποία προέκυψε το Μπιγκ Μπανγκ ήταν ο πάτος της μαύρης τρύπας.

Roger Penrose: «Gravitational Collapse and Space-Time Singularities«, Phys. Rev. Lett. 14, 57 – Published 18 January 1965

Singularity - τι ωραία λέξη. Σε κείμενα Ελλήνων φυσικών την έχω συναντήσει ως ιδιομορφία, ανωμαλία, μοναδικότητα. Κάθε μία από αυτές τις λέξεις έχει κάτι σχεδόν υπερβατικό και την ίδια στιγμή τρομακτικό, οριστικό, καθολικό. Μοιάζουν με ένα όριο πέραν του οποίου ο ανθρώπινος νους σκοντάφτει και απλώς παύει να λειτουργεί. Εδώ, επέλεξα αυθαίρετα τη λέξη «ανωμαλία» καθώς μοιάζει να υποδηλώνει ένα σημείο όπου κάτι δεν πάει καλά, κάτι στραβώνει με έναν ασύλληπτο τρόπο. Περίεργη επέτειος, λοιπόν, αυτή η 50ή της «βαρυτικής ανωμαλίας»: τιμούμε κάτι που δεν ξέρουμε. Κάτι που διαστρέφει όλα όσα γνωρίζουμε ως φύση. Κι όλο αυτό δεν είναι φαντασία.

Πηγή: Καθημερινή
http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.14.57