FEKETE LYUKAK ÉS MÁS REJTÉLYEK

 

Beszélgetés Dr. Balázs Lajossal, az MTA Konkoly Thege Miklós Csillagászati Kutató Intézet igaz­gatójával

    - Ma már több mint 40 fekete lyukat fe­deztek fel a csillagászok. A Tejútrendszer középpontjában is találtak egyet. Minden galaxis központjában talál­ható fekete lyuk?

    - Ezt nehéz egyszerűen megválaszolni, mert a galaxisok rendkívül sokfélék. Vannak egész nagyok, mint a mi Tejútrenszerünk, és vannak törpék, amelyek csak néhány tíz vagy százezer csillagból állnak, és ezeknek a közepében nincs fekete lyuk. Ez csak az óriás galaxisokban várható, például a miénkben. A fekete lyukból is igen sokféle van. A mi galaxisunk közepében egy kb. egymillió Nap tömegével egyenlő tömegű fekete lyu­kat sejtenek a csillagászok. Persze, van olyan is, amely akár egymilliárd Naptömegű is lehet.

-          Tehát tömege van a fekete lyuknak. Kiterjedése is van?

- Nagyon nehéz megmondani, hogy egyáltalán mi is az a fekete lyuk, anélkül, hogy az általános relativitáselmélet mélységeibe merülnénk. Nagyon prózai módon talán a következőképpen lehetne megvilágítani, hogy mi is egy fekete lyuk. Ta­pasztaljuk, hogy ha a föld felszínéről köveket dobálunk a magasba, azok visszaes­nek, de tudjuk, ha a köveket 11 km/s sebességgel hajítanánk el, akkor azok megszöknének a földről. Ha a föld tömegét egyre kisebb és kisebb térfogatra zsúfolnánk össze, akkor a felszínéről ez a szökési sebesség egyre növekedne. Szélsőséges esetben - elképzelhető -, hogy a sebesség a fény sebességével lenne egyenlő. Amennyiben még ennél is jobban összetömörítenénk a Földet, akkor, minthogy jelenlegi tudásunk szerint a fénysebesség a legnagyobb sebesség, amivel bármi rendel­kezhet a természetben, így a fény sem tudna egy ilyen égitest felszínéről eltávozni. A Föld tömegét két centiméter átmérőjű gömbbe kellene préselni, hogy elérhető legyen ez az állapot. Nemcsak olyan gigantikus méretű fekete lyukak léteznek, mint amilyen a mi galaxisunk centrumában található, hanem – a teóriák szerint - a Napunk tömegének megfelelő nagyságrendben is lenniük kell. Ezek a fekete lyukak bizo­nyos típusú csillagok összeroskadásából keletkeznek. Persze ezek létrejöttének folyamata még nem tisztázott. Valójában tehát az ilyen fekete lyuk nem lyuk, hanem egy nagyon sűrű, kis térfogatba összezsúfolt égitest, ami a felszínén olyan erős gravitá­ciós térrel rendelkezik, hogy még a fény sem tud kiszökni belőle. Tehát ilyen érte­lemben a lyuk elnevezés félrevezető.

- A fekete lyuk mindig fekete lyuk marad, vagy van fejlődéstörténete?

- Ha már egyszer valami fekete lyuk lett, akkor abból már olyan nagyon más nem tud lenni, persze még mielőtt az lett volna, nagyon sok minden történik vele. A mai elképzelések szerint, olyan csillagok, amelyek a Napunknál néhányszor nagyobb tömegűek, azok életük során, amikor elégetik az összes nukleáris fűtő­anyagukat, akkor már a belsejükben nem lesz semmi, ami a gravitációs vonzással egyensúlyt tartana, és elkezdenek zsugorodni. A kisebb tömegűek, de a Nap tömegénél valamivel (1,4-szer) nagyobbak, megállnak a neutron csillag állapotában, míg az ennél is kisebb tömegűek fehér törpe állapotba kerülnek. A neutron csillag lényegében maganyag sűrűségű csillag. Tehát, ahol az atommagok annyira közel vannak egymáshoz, hogy így összefolynak egy egységes anyaggá. Ezeket a pulzárokban látjuk. Ezek olyan égi objektumok, amelyek, néhány tíz kilométer átmérőjűek, és amiket a rádiócsillagászok fedeztek fel. Ezek nagy pontossággal, néhány másodperces rádiójeleket sugároz­nak. A fekete lyuk még ennél is jobban összezsúfolódik. Bizonyos csillagok föl­robbanása során, amiket szupernóva robbanásnak nevezünk, maradványként kelet­keznek a fekete lyukak. Tehát a csillagnak a külső részei lelökődnek, a belsejében egy nagyon sűrű kompakt test marad vissza. Azt lehet mondani, hogy a fekete lyuk egy bizonyos folyamat végterméke.

- A fekete lyuk természetének jobb megismerése nem döntheti-e meg a Nagy Bum elméletet?

- Nem, mert vannak olyan elképzelések, amelyek szerint léteznek úgynevezett maradvány fekete lyukak, amelyek a világegyetem korai állapotából maradtak vissza. Vagyis két különböző dologról van szó. A Nagy Bumm elmélet azt mondja, hogy a Világegyetem általunk látható része úgy tizenvalahány milliárd évvel ezelőtt nagyon sűrű állapotban volt, és ebből tágulással érte el a mai formáját. De ezt nem úgy kell elképzelni, hogy volt egy nagy üres tér, és benne valami kis csomó, ami­ből lett a látható világ, hanem a tér maga is bele volt csomagolva, az anyaggal együtt, majd együtt csomagolódtak ki. És bizonyos részeknek, pl. egyes csillagoknak a fej­lődése fekete lyukakba torkollott. Tehát különböző skálájú dolgokról van szó.

- A fekete lyukak kutatásában várható e áttörés más tudományágak fejlődésétől, vagy technikai berendezések megalkotásától?  

- Valójában olyan kicsiny térrészeket, amelybe a fekete lyuk össze van zsúfo­lódva, a pillanatnyilag rendelkezésre álló megfigyelési eszközökkel nem tudunk tanulmányozni. Viszont, vannak a kutató mérnökök tervező asztalán olyan beren­dezések, amelyek reménykeltők. Ezek az interferométerek. Jelesül az űrbe telepí­tendő interferométerek. Képzeljünk el egy olyan teleszkópot, amelynek a különböző darabjai több száz méterre lebegnek egymástól, és különböző fényjelekkel van­nak összeköttetésben. Ezen berendezéseknek a felbontóképessége sokszorosa azoknak a berendezéseknek, amiket most használunk. Ezek azokat a galaxisokat, amelyeknek a közepében fekete lyukakat sejtünk lényegesen jobban fel tudják bon­tani. De említhetem az Európai Uniós államok közös csillagvizsgálóját az ESO-t, amelynek megfigyelő állomása Chilében van, és rendelkezik a világ legexkluzívabb teleszkóp parkjával, 4 db 8 méteres teleszkóppal, amelyeket össze is lehet kötni. Tehát együtt egy 16 méteres távcsőnek a teljesítő képességével vetekszenek. Ezzel is megvalósítható az interferometriai projekt.

- Manapság a csillagászatnak melyik a legizgalmasabb területe, mivel foglal­koznak a világ csillagászai?

- A világegyetem korai szakaszainak a kutatása volt a sztár. Tehát a Nagy Bumm és az azt követő időszak. Valójában, ez még mindig az egyik sztár ku­tatási téma. Az egyik legizgalmasabb kérdés, hogy az első csillagok mikor gyulladtak ki. Ezzel többé-kevésbé összekapcsolható az úgynevezett gamma­kitöréseknek a rejté­lye. Amelyek néhány másodpercig tartó, gamma sugártar­tományba való felvillaná­sok. Ezek hasonló felvillanások, mint amiket korábban a légköri atomrobbantások­nál sikerült a tudósoknak létrehozniuk.  De ezek a kozmoszból jönnek. Most úgy tűnik, hogy ezek a legtávolabbi objektumok, amiket ismerünk. Ha már a fekete lyukaknál tartunk, vannak olyan elképzelé­sek, mely szerint egy ilyen kitörés két fekete lyuk összeolvadásakor jön létre. Az így létrejött jelenség valószínűleg a legtávolabbi, illetve a legrégebbi objek­tumokat rejti, tekintve a fény véges terje­dési sebességét. Egy másik, ezzel ve­tekedő, és viszonylag friss tudományág, a na­punktól távoli bolygórendszerek vizsgálata. Ez az exobolygóknak a probléma­köre. Most már száz fölé emelke­dett a számuk, és egyre több olyan csillagot találunk, amelyek körött ki tudtuk mutatni bolygók létét. Az izgalmas kérdés az, hogy mennyiben egyedülálló a mi Naprendszerünk, illetőleg mennyire általános. Egyelőre elég furcsa exobolygókat is találtak. Vannak a Jupiternél lényegesen nagyobbak is, és sokkal közelebb keringenek a központi égitesthez, vagyis nagyon nem hasonlí­tanak a mi Naprendszerünkben ismert bolygókhoz. Ennek persze észlelés­technikai okai is lehetnek, mert egy nagyobb bolygót könnyebb megtalálni. A harmadik nagy sztár téma pedig az élet nyomainak a kutatása idegen égiteste­ken. Most a Mars az, amely az érdeklődés homlokterében áll.

- A magyar csillagászoknak a helye hol jelölhető ki ezekben a témákban?

 - Közhelyszámba megy, hogy a magyarok mennyire ügyesek és jól képzettek. Ez bizonyos értelemben igaz, habár nem szabad lebecsülni más, szomszéd nem­zetek tudósait sem. Felkészültséget tekintve mindenképpen versenyképe­sek. A probléma az, hogy időről-időre kormányzati szintű döntés szükséges a tudomá­nyos infrastruktúra fejlesztésére. Ha végig tekintjük a magyar tudomány törté­netet, akkor megállapíthatjuk, hogy szerencsére ez mindig valahogy meg­történt. Most, amikor beléptünk az Európai Unióba nem kisebb feladattal állunk szemben, mint azzal, hogy a magyar kutató gárdát ugyanolyan helyzetbe kell hoznunk, amilyen helyzetbe az összes uniós ország kutatói vannak. Ehhez jól átgondolt, kormányzati szintű döntésekre van szükség. Olyanra, amelyet a poli­tika élet minden szereplője magáénak vall, mert rendszerint ezek a projektek túlnyúlnak egy-egy választási cikluson.

- A magyar kutatók nemzetközi kooperációban dolgoznak, vagy inkább magá­nyos tudósként?

- Nemzetközi kooperációban, de ez kölcsönhatást jelent. Vagyis azokat a rá­fordításokat, amelyeket más Európai Uniós ország megtesz, azokat tagállam­ként Magyarországnak is ugyanúgy meg kell tennie. Igen gyakran a magyar ku­tatóknak a jól felkészültségét és ügyességét arra szokták használni, hogy el­leplezzék azt, hogy más vonatkozásban nincsenek jól eleresztve. Például a fi­zetés, a műszerezettség tekintetében, a lehetőségek tekintetében és így to­vább. Azt is szoktam mondani; ha itt tartósan meg lehet valósítani töredék rá­fordítással -, nagyjából ugyanolyan színvonalú tudományt, mint amit máshol, akkor ide kell csődíteni az Európai Uniós országok szakembereit, mert mi va­lamit tudunk, amit ők nem tudnak. Vagyis, hogyan lehet a semmiből mindent csinálni.

- A magyar kutatók nagyobb innovatív készséggel, intuícióval bírnak, mint a külföldiek?

- Erre nagyon nehéz válaszolni, mert attól függ, hogy ezt miként mérjük. Ha nem csak az ötleteket nézzük, hanem azt is, hogy abból mi valósult meg, ak­kor nem biztos, hogy olyan jól állunk. Ha csak az ötleteket nézzük, akkor felte­hetőleg nagyon jók az arányok. De az ötlettől a megvalósulásig nagyon sok minden történik, és ha ezt nézzük, akkor szomorúan kell megállapítanunk azt, hogy még azok az ötletek is amelyek a magyarok fejéből pattantak ki, jórészt külföldön valósulnak meg, és nem idehaza. Az a kérdés; mit profitál ezekből az ország.

- A sci-fi irodalom termékenyítőleg hat-e a tudományra, pontosabban a csillagászatra?

- Én ezt nem hiszem. Talán, inkább a tudománnyal nem foglalkozó fantáziáját megmoz­gatja, a figyelmét ráirányítja a tudományra. A jó értelemben vett sci-fi irodalom, talán segítője lehet a tudomány elfogadottságának.

- Tehát a sci-fi nyilvánvalóan merít a tudományokból, de a tudomány nemigen  merít a sci-fi-ből. Most egy más természetű kérdésre kérnék választ. Hogyan dolgozza fel a pszichi­kuma azt a helyzetet, amelyben a csillagásznak roppant méretekkel, időtávlatokkal  kell  a mindennapokban szembesülnie. A Földnek és az embernek a parányiságát miként képes értelmezni úgy, hogy ebbe a halállal való folyamatos táncolásba nem szédül bele?

- Megkérdezhetjük azt is, ha valaki egy kórháznak az onkológiai osztályán dolgozik, miért nem szédül bele?

- Ez, persze, ugyanúgy kérdés.

- Egy osztálytársamnak – akiből orvos lett -, ugyanezt a kérdést tettem fel. A következőt válaszolta. Van, az un. szakmai rutin. Amikor az ember egy szakmai probléma megoldásá­val van elfoglalva, például egy műtétet végez, akkor a szakmai rutinra támaszkodik. Ha ebből kiesik, akkor nem tudja a szakma által megszabott konkrét feladatot megoldani. Vagyis a válaszom az, hogy ez a kérdés a kutatás közben többnyire nem jut eszébe. Számokkal, adatokkal, összefüggésekkel, egyenletekkel dolgozik a kutató, ezekbe a filozófiai mélysé­gekbe nem gondol gyakrabban bele, mint az átlag ember. A 17. századi francia matemati­kus, fizikus, filozófus; Pascal, aki az ilyen jellegű gondolatait is összefoglalta a Gondolatok című könyvében, nem pontosan idézve, de azt mondta: „Öntudatra ébredek a végtelen térnek egy pontján, a végtelen időnek egy pillanatában, és riadtan kérdezem, hogy miért éppen, itt és miért éppen most.” Ezzel a kérdéssel persze bárki szembesülhet. Akik nem állandóan és nem szakmai szinten foglalkoznak a csillagászattal, amikor egy csillagászati ismeretter­jesztő könyvet olvasnak, vagy a csillagászatról hallanak, akkor sokkal közvetlenebbül szem­besülnek ezekkel a gondolatokkal, mint az a kutató, aki nap mint nap ebben él, s egysze­rűen csak a szakmáját gyakorolja.

- Bizonyára nem mindennap gondolnak az emberek arra sem, hogy a világegyetem álta­lunk belátható része több mint 99 %-ában plazma állapotú. A mákszemnyi Föld, mint azt tudjuk – szerencsére -, nem plazma állapotú, így az élő sejt megjelenhetett rajta. Megjelen­hetett rajta az ember, a tudat, mint ezen véletlenek sorozatának állomása. Ezen véletlen sorozatok végeredményeképpen itt és most, ketten beszélgethetünk erről.

- Vigyázni kell a fogalmazással, egyáltalán mennyire véletlen a véletlen?

- Igen-igen. Talán mondhatjuk, hogy például egy esemény, egy bizonyos megközelítésből véletlen, más aspektusból viszont szükségszerű.

- Egyáltalán mit jelent az, hogy véletlen? A 18. század végére a mechanikus materialisták, és köztük Laplace azon a nézeten voltak, hogy ha egy végtelen szorgos matematikussal a világegyetem egy adott állapotát közölnék, akkor ő azt a technikailag lehetséges pontosság­gal bármennyi ideig ki tudná számolni. Alapvetően érdekes tudományos kérdés az, hogy ez elvileg így van-e vagy nem. A véletlen ténylegesen része-e a világnak, vagy azoknak vak iga­zuk, akik azt mondják, hogy tudáshiányunk van, és ez számunkra csak úgy tűnik, mintha valami véletlen lenne. Érdekes kérdés az, hogy egyáltalán mondhatjuk-e azt, hogy a mi ittlé­tünk a véletlen egy pusztán bohókás játéka, vagy ebben egy igen precíz, bonyolult folyamat valamilyen manifesztációját látjuk, aminek nem minden részletét értjük meg, ezért azzal az egyszerű szóval intézzük el, hogy véletlen.

- Ön mit tekint csillagászati pályafutása legnagyobb eredményének?

- Már régóta foglalkozom azzal a kérdéssel, hogy a csillagok miként születnek. A legna­gyobb eredménynek tekintem, hogy két kollegámmal együtt, a 80-as évek második felében, egy addig ismeretlen területet találtunk az égbolton, amely születőben lévő csillagok terüle­teit kötötte össze, és nagy valószínűséggel egy központi égitest szétrobbanása keltette. Ez a Cepheus csillagképben levő 10 fok átmérőjű terület (összehasonlítás képpen hússzoros telihold átmérőjű terület). A mi méréseink és számításaink alapján ki lehetett mutatni, hogy kb. 3 millió évvel ezelőtt felrobbant égitest hozta létre. Ezt, a mi elnevezésünk alapján a nemzetközi irodalom is Cepheus Óriásbuboréknak hívja.

- Ma mi a kutatási területe?

- Továbbra is a csillagok születésének a körülményeit kutatom, és viszonylag nem túl rég­óta a gammakitörések fizikájával is foglalkozom. Az egyik kutatási terület valaminek a kez­detével, a másik valaminek a végével foglakozik.

- Beszélgetésünknek is a végére értünk. Megköszönöm a szíves szavait, a kellemes együttlétet, és további sikereket, hozzá jó egészséget kívánok.

 

                                                                                                                                                                                                        P. Papp Zoltán interjúja

 

 

vissza