“Gazte-galderak” egitasmoak DBHko ikasleen zalantzak, galderak eta zientzia ikusminari erantzutea du helburu. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedrak eta The Conversation plataformaren ekimena da eta zientzialari adituen dibulgazio-artikuluen bidez ematen diote erantzuna gazteen jakin-minari.
Bergarako Aranzadi Ikastolako 3. DBHko ikasleen galdera: Zer dago zulo beltz baten barruan?
Zulo beltz baten barruan zer dagoen jakin nahi baduzu, hona hemen gomendio bat; benetan, egidazu kasu: ez zaitez sekula zulo beltz batera hurbildu.
Zulo beltz hori —espazioaren eskualde horretan materiaren kontzentrazioa hain da bortitza non grabitatea sekulakoa den eta ezerk ezin duen bertatik ihes egin— sortzeko kolapsatu zen izarraren materia zure gorputzaren materiaren oso antzekoa da.
Ezusteko leku horren baitan harrapatuta dagoen materia unibertsoko gainerakoen protoi, neutroi eta elektroi berdintsuek osatuko lukete. Zuloak ez du bereizketarik egiten batxilergoko ikasle baten eta izar bakezale baten artean: biak irentsiko lituzke inolako begirunerik gabe, bai eta masa duen beste edozein gorputz ere.
Lurralde ezezaguna
Materia hori guztia harrapatuta geratuko litzateke gertaeren mugaz harago. Muga horrek bereizten ditu ezagutu dezakegun unibertsoa eta eremu misteriotsu eta inkomunikatua: zulo beltzaren barrualdea.
Pentsa dezakezu zure gorputzeko karbono ugaritasunak eta izarraren helio ugaritasunak desberdintzen zaituztela. Sentitzen dut, baina ez da horrela. Zulo beltzarentzat zuen arteko aldea ia nulua da. Orduan, zer gertatuko litzaizuke hurbilduko bazina? Emaitza oso dramatikoa litzateke. Erabateko suntsipenaz gain, katastrofea haratago ere joango litzateke, eta ezagutzaren planoari berari eragingo lioke.
Eta ez dakigu zertan bihurtuko diren irentsitako atomo horiek. Seguruena, quarken zopa baten erabat bestelako zerbaitetan (irentsitako protoiak eta neutroiak osatzen zituzten partikula subatomikoak).
Egungo fisikak ez ditu ezagutzen unibertsoko eremu ezezagunenak gobernatzen dituzten legeak; zulo beltzen barrualdea, esaterako. Horregatik ezin ditugu definitu eremu helezina horretako partikulak edo horien arteko elkarreragina. Leku hartan, espazio-denboraren kurbadura hain da handia, ezen ezin baitugu imajinatu ere egin. Eta, jakina, grabitatea litzateke indar menperatzailea beste guztien gainetik.
Badakiguna
Baina eremu horretako fisika gutxi ezagutzeak ez du esan nahi oinarrizkoena ez dakigunik. Ziur gaude eremu horretan grabitatea lege kuantikoen bidez azaldu behar dela, ñimiñoaren munduan gailen diren horien bidez. Horri esker, naturaren lau indarrak (nuklear bortitza, elektromagnetikoa, nuklear ahula eta grabitatea) modu bateratuan azter daitezke.
.png){kind=link}
Bestetik, agian jakingo duzu argi partikulek ez dutela masarik. Baina, uste al duzu arintasun horrek zuloak irentsiak izatetik salbuesten dituela? Ez horixe! Eta, iritsi zarela adierazteko, linterna indartsu batekin hurbiltzen baldin bazara? Ba, zulo beltzak linterna irentsi egingo du, zu fideo baten antzera luzatu eta irentsi baino unetxo bat lehenago.
Gainera, munstro aseezinak guztion kontura egingo du barre: bere presentziaren berri emango du haren inguruan orbitatzen duen materia ultraberoaren distiraren bidez.
Distira misteriotsu hori
Are gehiago, ez du inporta zulo beltza materia kantitate handiaz elikatzen ez egoteak. Arnastu ere ezin genukeen hutsaz inguratuta bageunde ere, gure protagonistaren distira ez litzateke itzaliko. Baina, nola liteke?
Werner Heisenberg fisikari alemaniarrak 1927an ezarritako ziurgabetasunaren printzipioak azaltzen digu. Horrek erakusten digunaren arabera, denbora tarte oso txiki batzuk egongo dira non ez dugun ziur jakingo zenbat energia dagoen astro misteriotsuaren inguruko espazioaren atal txiki bakoitzean.
Xehetasun handiagoz azaltzeko, benetan energia gisa interpretatu ahal ditugun partikula eta antipartikulen bikoteak egongo dira, Einsteinek azaldu zuen moduan. Egia esatearren, mamu horiek une oro agertzen dira espazioaren edozein lekutan. Benetan ederra eta, aldi berean, beldurgarria da hori guztia zulo beltzetik hurbil gertatzen denean, zuloak bikoteko kideetako bat irentsi egiten duela. Eta, horrela, partikuletako bat bikoterik gabe geratu eta erradiazio bihurtzen da.
Erlatibitatearen ekuazioek grabitatearen fisika lengoaia matematikoan jartzen dute. Eta oso ondo funtzionatzen dute Eguzkiaren inguruan orbitatzen duten sistema lasaietarako (Lurra, esaterako). Hala ere, zulo beltzak askoz konplexuagoak dira. Ekuazio horiek gertaeren mugan aplikatzen ditugunean, soluzioek infinituak ematen dizkigute, eta hori ez zaigu batere gustatzen. Analogia polit bat erabil dezakegu argiago azaltzeko.
Ur-jauziaren kaosa
Laku bateko ura aztertu nahi badugu, makilatxo batekin mugiaraz dezakegu. Orduan, olatu txikiak sortuko dira; eta gainazalean hosto txiki bat egongo balitz, olatuak surfeatzen hasiko litzateke. Horri esker, kalkulu batzuk egin eta lakua uler dezakegu.
Ura mugimenduan balego (har dezagun ibai bat), esperimentua errepika genezake. Fisikak oraindik ere azal ditzake gainazalean sortuko diren uhinak, ura nahastearen ondoriozkoak. Baina aldea dago; izan ere, kasu honetan, kontuan hartu beharko genuke uraren mugimendu osoaren efektua.
Baina, zer gertatzen da ibaiak ur-jauzi batekin topo egiten badu? Ura erortze askean jauziko da, eta ezinezkoa izango da patroi zehatza duten uhinak sortzea, guretzat baliagarria den informazioa lortzeko. Gure H₂0 molekulak arretasun eta kaoseko eremu katastrofiko batean sartuko dira.
Baina, adierazi dudan moduan, aurrera egin behar dugu gure ezagutzan fisika kuantikoa eta grabitatea uztartuko dituen teoria bat eraikitzeko. Hori litzateke Grial Sakratua aurkitzea; izan ere, hori da oraindik buru egiten digun naturaren lau indarretako bakarra. Eta, bitxia bada ere, uste dugu horretarako funtsezkoa izango den tresnetako bat lakukoaren antzeko uhinak izango direla.
Hau da, grabitazio uhin zoragarriak. Espazio-denboraren alterazio txikiak dira, kosmosaren gertaera superbiolentoek eragiten dituztenak, hala nola neutroi izarren arteko talkak edo zulo beltzak berak. Eta berri on bat daukat: Lurretik bertatik detekta daitezke. Hortaz, fisika egin dezakegu 1 600 argi urteko arrazoizko distantziatik. Izan ere, distantzia hori dago hurbilen daukagun zulo beltzetik.
Eta berriro gogorarazten dizuet: ez da komeni zulo beltzetatik gertu ibiltzea.
Egileaz:
Ruth Lazkoz Fisika Teorikoko katedraduna da Euskal Herriko Unibertsitatean (UPV/EHU).
Artikulu hau The Conversation plataformako Júnior atalean irakur daiteke gaztelaniaz: ¿Qué hay dentro de un agujero negro? 12-16 urte bitarteko ikaslea bazara eta zientziaren inguruko galderarik izanez gero, bidali helbide honetara: tcesjunior@theconversation.com