Μελανές οπές, ο Αρμαγεδών των άστρων.

Κουμουνδούρος Γιάννης, Φυσικός

28 Σεπτεμβρίου 2023

Μπορεί άραγε να υπάρχουν αντικείμενα στο Σύμπαν που οτι­δήποτε υπάρχει στην γειτονιά τους να είναι καταδικασμένο να καταρρεύσει στο εσωτερικό τους αφού πρώτα διαμελιστεί; Υπάρχουν άραγε κοσμικές σήραγγες που να επιτρέπουν τα ταξίδια στον χρόνο ή σε μακρινά αστρικά συστήματα και άλ­λους γαλαξίες; Για πολλά από αυτά τα ερωτήματα θα γίνει αναφορά σε αυτό το μικρό άρθρο σε εκλαϊκευμένη, απλή γλώσσα που απευθύνεται σε όλους μας. Επίσης θα γνωριστεί­τε με πολλά από τα συμπεράσματα της θεωρίας της σχετι­κότητας όπως το ότι δύο ρολόγια, ένα στο πάτωμα και ένα στην οροφή του δωματίου σας δεν μετράνε τον χρόνο με τον ίδιο ρυθμό ή το ότι το φως που περνάει κοντά από έναν αστέρα εκτρέπεται λόγω βαρύτητας.

Τα λίκνα των αστεριών είναι τα νεφελώματα, όπου τα άστρα γεν­νιούνται με την βοήθεια της βαρύτητας. Όταν λέμε ότι ένα αστέρι γεννιέται εννοούμε ότι έχει συγκεντρώσει σημαντική πο­σότητα μάζας από το νεφέλωμα ώστε στον πυ­ρήνα του να έχει δημιουργηθεί η απαραίτητη πίε­ση και θερμοκρασία για να αρχίσει η θερμοπυρηνι­κή αντίδραση της μετατροπής του υδρο­γόνου σε ήλιο με ταυτόχρο­νη παραγωγή θερ­μότητας και ακτινοβολίας. Με αυτόν τον τρόπο γεννήθηκε και φωτοβολεί και ο Ήλιος μας.

Φυσικά μετά από μερικά δισεκατομμύρια χρόνια, ανάλογα με το αρ­χικό μέγε­θος του αστεριού, τα πυρηνικά καύσιμα στο κέντρο του άστρου θα εξαντληθούν και έτσι θα φτάσουμε στο τελικό στάδιο της εξέλιξής του. Ο ήλιος μας γεννήθηκε πριν από πέντε δισεκατομ­μύρια χρόνια και αναμένεται να ζήσει ακόμα πέντε.

Τι θα γίνει τώρα στο τελικό αυτό στάδιο εξαρ­τάται από το μέγε­θος του άστρου. Αν το αρχικό μέγεθος του άστρου είναι μικρότερο από 1,4 ηλιακές μάζες, τότε μετατρέπεται σε άσπρο νάνο, ενώ αν εί­ναι μεταξύ 1,4 και 2,5, τότε θα δημιουργηθεί ένα άστρο νετρονίων. Τέλος αστέρια μεγαλύτερα από 2,5 ηλιακές μάζες θα καταλήξουν να μετατραπούν σε ένα εξωτικό αντικείμενο που ονομάζεται μαύρη τρύπα ή μελανή οπή.

Εικόνα 1: Καλλιτεχνική απεικόνιση μελανής οπής. Η κεντρική μαύρη περιοχή είναι η μελανή οπή. Γύρω της βλέπουμε τον δίσκο προσαύξησης που στροβιλίζεται καθώς και τον ένα πίδακα.

Δύο πράγματα συμβαίνουν σε ένα άστρο που ακόμα καίει η φωτιά της θερμοπυρηνικής αντίδρασης στον πυρήνα του. Πρώτον, η πίεση της πυρηνικής αντίδρασης θέλει να εκτινάξει όλα τα υλικά από τον πυρήνα και πάνω προς τα έξω και να τα εκτοξεύσει στο διάστημα και δεύτερον, τα υλικά αυτά έχουν ένα πολύ σημαντικό βάρος λόγω του μεγέθους του άστρου που υπερνικούν αυτήν την προς τα έξω πίε­ση. Το τελικό αποτέλεσμα είναι να έχει δημιουργη­θεί μία ισορρο­πία και το άστρο να λάμπει και να είναι σταθερό, όπως ο κοντινός μας Ήλιος.

Κάποτε όμως, το καύσιμο στον πυρήνα θα τε­λειώσει και έτσι θα σταματήσει και η πυρηνι­κή αντίδραση με αποτέλεσμα να μην υπάρ­χει αυτή η εσωτερική πίεση προς τα έξω και να κερδίζει μόνο η προς τα μέσα δύναμη της βαρύ­τητας. Το αποτέλεσμα είναι το άστρο να καταρ­ρεύσει προς το εσωτερικό του και όλη η μάζα του να συ­γκεντρωθεί σε ένα πολύ μικρό χώρο στο κέντρο του άστρου.

Με αυτόν τον τρόπο αν, όπως είπαμε, η αρχική μάζα του αστε­ριού είναι μεγαλύτερη από 2,5 ηλιακές μάζες, θα γεννηθεί μία μελα­νή οπή.

Το κύριο χαρακτηριστικό των μελανών οπών εί­ναι ότι λόγω της με­γάλης μάζας τους που είναι συγκεντρωμένη σε ένα πολύ μικρό ση­μείο έχουν πολύ μεγάλη βαρύτητα, με αποτέλεσμα να έλκουν και να καταβροχθίζουν οποιοδήποτε υλι­κό από μεσοαστρική σκόνη ως και γιγαντιαίων διαστάσεων αστέρια που θα βρεθούν στην γει­τονιά τους.

Μάλιστα υπάρχει και μία νοητή σφαιρική επιφάνεια γύρω της, που σηματοδοτεί ένα όριο από το οποίο οτι­δήποτε περάσει μέσα από αυτό δεν μπορεί με οποιοδήποτε τρόπο να ξαναγυρίσει προς τα πίσω. Το όριο αυτό ονομάζεται «ορίζοντας γεγο­νότων». Ό,τι βρεθεί λοιπόν μέσα από τον ορίζο­ντα γεγονότων είναι καταδικασμένο να εγκλωβι­στεί μέσα στην περιοχή της μελανής οπής. Μάλιστα όταν λέμε οτιδήποτε εννοούμε, εκτός από την ύλη, ακόμα και το φως.

Αρχικά οι επιστήμονες πίστευαν ότι αν πλησιάζαμε αρκετά κο­ντά στην μελανή οπή, θα βλέπαμε κάποια σωματίδια φωτός τα οποία θα εκπέμπονταν από την μαύρη τρύπα αλλά δεν θα είχαν αρκετά μεγάλη ταχύτητα διαφυγής και μετά από λίγο θα επέστρεφαν πάλι μέσα. Με τον ίδιο τρόπο αν εκτοξεύσουμε μία πέτρα προς τον ουρανό, αυτή επιστρέφει πάλι πίσω. Όμως κοντά σε μία μελανή οπή όπου όλη αυτή η μεγάλη μάζα έχει συγκεντρωθεί σε ένα πολύ μικρό σημείο, λαμβάνει χώρα ο εξής ενδιαφέρον μηχανισμός.

Εάν τοποθετήσουμε ένα ρολόι κοντά σε μία μεγάλη βαρυτική μάζα, θα παρατηρήσουμε να πηγαίνει πιο αργά, π.χ. ένα ρολόι κοντά στην επιφάνεια του Ήλιου μας χάνει 64 δευτερόλεπτα κάθε χρόνο σε σχέση με ένα ρολόι που είναι πάνω στην Γη. Έτσι λοιπόν τα κύ­ματα του φωτός που εκπέμπονται από την επιφάνεια του Ήλιου μας έχουν, λόγω της επιβράδυνσης του χρόνου, μικρότερη συχνότητα και μεγαλύτερο μήκος κύματος από αυτά που θα εκπέμπονταν με τις ίδιες συνθήκες σε κάποιο άλλο σημείο του χώρου που δεν θα είχε κοντά του μία τόσο μεγάλη μάζα. Υπάρχει δηλαδή μία βαρυτική μετατόπιση προς το ερυθρό. Μάλιστα όταν πλησιάζουμε ένα ρολόι κοντά σε μία μελανή οπή η επιβράδυνση του χρόνου είναι ακόμα πιο έντονη και μάλιστα την στιγμή που περνάμε από τον ορίζοντα της μελανής οπής ο χρόνος σταματάει να κυλάει. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα το μήκος κύματος του φωτός που εκπέμπεται από την μελανή οπή να έχει άπειρο μήκος κύματος, δηλαδή στην πραγματι­κότητα να μην υφίσταται αυτό το κύμα. Επομένως από τον ορίζοντα της μαύρης τρύπας δεν εκπέμπεται καθόλου φως.

Ένα αντικείμενο που βρίσκεται λίγο πιο έξω από τον ορίζοντα με αρκετά μεγάλη προσπάθεια μπορεί να κινηθεί κάθετα προς αυτόν και τελικά να ξεφύγει από την βαρυτική έλξη της τρύπας. Ένα επί­σης ενδιαφέρον χαρακτηριστικό σχετικά με αυτό το θέμα είναι ότι κανένα αντικείμενο δεν μπορεί να διαγράψει κυκλική κίνηση εάν βρίσκεται πολύ κοντά στον ορίζοντα αλλά πάνω από αυτόν, ενώ αν το προσπαθήσει είναι καταδικασμένο να πέσει μέσα στην μελανή οπή. Όπως γνωρίζετε, στην κυκλική κίνηση η ταχύτητα προκαλεί μία αδρανιακή δύναμη· την φυγόκεντρο δύναμη που αντιτίθεται στην βαρυτική έλξη και έτσι το αντικείμενο μπορεί να περιστραφεί γύρω από το βαρυτικό κέντρο. Όμως πολύ κοντά σε μία μελανή οπή η ταχύτητα που πρέπει να αναπτύξουμε για να έχουμε μία ευσταθή κυκλική κίνηση είναι μεγαλύτερη της ταχύτητας του φωτός, το οποίο φυσικά δεν υφίσταται και το αντικείμενο είναι καταδικασμένο να καταρρεύσει κάτω από τον ορίζοντα.

Έτσι λοιπόν τα σωματίδια του φωτός που θα βρεθούν κοντά στην μελανή οπή και θα καταλήξουν στο εσωτερικό της δεν μπο­ρούν ποτέ ξανά να εξέλθουν όση ενέρ­γεια και να ξοδέψουν. Έτσι λοιπόν από την με­λανή οπή δεν εκπέμπεται φως με αποτέλεσμα να φαίνεται αυτή στον ουρανό ως ένα μαύρο αντικείμε­νο. Από αυτήν την σπάνια ιδιότητα προέρχεται η ονομασία των μελανών οπών.

Εικόνα 2: Στην εικόνα βλέπουμε την καλλιτεχνική απεικόνιση μίας μελανής οπή η οποία περιβάλλεται από τον δίσκο προσαύξησης και τους δύο πίδακες. Γύρω της περιστρέφεται ένας μπλε υπεργίγαντας.

Η πρώτη μελανή οπή που παρατηρήσαμε, το 1964, με τα τηλε­σκόπια μας είναι αυτή που βρί­σκεται στον αστερισμό του Κύκνου. Για όσους παρατηρούν τον ουρανό με τηλεσκόπιο είναι κοντά στο η του Κύκνου πλησίον του αστεριού Ντενέμπ. Δυστυ­χώς δεν μπορεί να παρατηρηθεί με οικιακά τηλε­σκόπια.

Ονομάζεται Κύκνος Χ-1/HDE226868 και είναι ένα διπλό σύ­στημα δύο ουράνιων σωμάτων που αποτελείται από έναν μπλε υπεργίγα­ντα, δη­λαδή ένα άστρο με μέγεθος 20-40 φορές την ηλιακή μάζα και από ένα συμπαγές αντικείμενο (com­pact object) που είναι η μελανή οπή με μέγεθος 21,2 ηλιακές μάζες. Τα δύο αντικείμενα κάνουν μία περιστροφή γύρω από το κέντρο του διπλού συστήματος κάθε 5,6 ημέρες. Το διπλό αυτό σύ­στημα ανήκει σε ένα πολύ χαλα­ρό αστρικό σμή­νος και μάλιστα απέχει από την Γη απόσταση περί­που 2220 Παρσέκ ή 460.000.000 Αστρονο­μικές Μονάδες. Η μία Αστρονομική Μονάδα ισούται με την μέση απόσταση της Γης από τον Ήλιο.

Η περίμετρος του ορίζοντα γεγονότος μίας με­λανής οπής σχετί­ζεται με την μάζα της. Όσο πιο μεγάλη μάζα έχει τόσο μεγαλύτερη είναι και η περίμετρος του ορίζοντα. Ο Κύκνος Χ-1 έχει έναν ορίζο­ντα με περίμετρο 300Km. Δηλαδή οι 21,2 ηλιακές μάζες έχουν εγκλωβιστεί μέσα σε μία σφαιρική περιοχή περιμέτρου 300Km. Για να φαντα­στείτε πόσο μικρό είναι αυτό το μέγε­θος πρέπει να σκε­φτείτε ότι για μα μετατρέψου­με την Γη σε μία μελανή οπή πρέπει να την συ­μπιέσουμε στο μέγεθος ενός καρυδιού.

Τώρα, προφανώς το πρώτο που μας έρχεται στο μυαλό είναι ότι αυτή η μάζα στο εσωτερικό της μελανής οπής έχει ισοκατανεμηθεί σε όλη την σφαίρα μέσα από τον ορίζοντα και μάλιστα πρέπει να έχει μία πολύ μεγάλη πυκνότητα. Πα­ρόλα αυτά η γενική θεωρία της σχετι­κότητας διατείνεται ότι όλη η μάζα της έχει συγκεντρω­θεί σε ένα υλικό σημείο, της τάξης μεγέθους του εκατοστά που ονο­μάζεται «σημειακή ανωμαλία». Επομένως όλη η μάζα της μελα­νής οπής είναι συγκεντρωμένη στο κέντρο σε αυτή την σημειακή ανω­μαλία και μάλλον ο χώρος από το κέντρο μέχρι τον ορίζοντα εί­ναι κενός.

Ένα δεύτερο ενδιαφέρον σημείο είναι ο υπολο­γισμός της ακτί­νας αυτού του σφαιρικού αντι­κειμένου που ονομάζουμε μελανή οπή. Στην Ευκλείδεια γεωμετρία μπορούμε πολύ εύκολα να υπολο­γίσουμε την ακτίνα μίας σφαίρας όταν γνωρίζουμε την περίμετρό της. Ο χώρος όμως μέσα από την μελανή οπή σίγουρα δεν είναι επί­πεδος αλλά καμπύλος αλλά και πάλι κάποιος θα έλεγε ότι θα μπο­ρούσαμε να υπολογίσουμε την ακτίνα με τους τύπους των καμπύ­λων γεωμε­τριών (Ελλειπτική γεωμετρία του Ρίμαν, ίσως και η Υπερβολική γεω­μετρία του Λομπατσέφ­σκι). Το πρόβλημα είναι ότι μάλλον υπάρχει πε­ρίπτωση ο χώρος να έχει καμπυλωθεί σε τέτοιο βαθμό που μάλλον είναι αδύνατο να υπολογί­σουμε με ακρίβεια κάποια ακτίνα. Επομένως θα μπορούσαμε να πούμε ότι αυτό το σφαιρικό αντικείμενο που ονομάζουμε μελανή οπή μπο­ρεί να έχει ίσως και άπειρη ακτίνα. Ίσως για να το καταλάβετε καλύτερα με ένα αντί­στοιχο παράδοξο πα­ράδειγμα: είναι σαν να έχουμε ένα μι­κρό σχετι­κά κύκλο με άπειρη ακτίνα.

Παρόλα αυτά η μέτρηση της μάζας μιας μελανής οπής είναι μία σχε­τικά εύκολη υπόθεση. Η μέθοδος έχει πρωτοχρησιμοποιηθεί από τον Ισαάκ Νεύτωνα το 1687 για την μέτρηση της μάζας του Ηλίου. Αυτή η μέθοδος με απλά λόγια συνίσταται στο να υπάρχει ένα αντι­κείμενο που περιστρέφεται γύρω από την τρύπα. Σε αυτή την κυκλι­κή κίνηση η φυγόκεντρος δύναμη είναι αντίθετη της βαρυτικής δύ­ναμης της τρύπας. Γνωρίζοντας με κάποιο τρόπο τον χρόνο που χρειάζεται αυτό το αντικείμενο να περιστραφεί γύρω από την τρύπα καθώς και την ακτίνα της τροχιάς του, μπορούμε να υπολογίσουμε την μάζα της μελανής οπής. Φυσικά αν το αντικείμενο περιστρέφε­ται πολύ κοντά στην μελανή οπή, τότε θα πρέπει να βελτιώσουμε τις εξισώσεις της θεωρίας του Νεύτωνα με την νέα θεωρία της σχετι­κότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν που διατυπώθηκε το 1915. Αυτό πρέπει να γίνει γιατί ο χώρος σε κοντινές αποστάσεις στην μελανή οπή έχει καμπυλωθεί σημαντικά και η παλιά θεωρία του Νεύτωνα δεν έχει λάβει υπόψιν της αυτήν την καμπύλωση του χώρου.

Όπως αναφέραμε, οι μελανές οπές προέρχονται από άστρα. Αυτά πριν μετατραπούν σε μαύρες τρύπες μπορεί να περιστρέφονταν. Εί­χαν δηλαδή κάποια στροφορμή. Λόγω της αρχής διατήρησης της στροφορμής, την ίδια στροφορμή πρέπει να έχει και η μελανή οπή. Επομένως αν μία τρύπα περιστρέφεται, λόγω της μεγάλης μάζας της θα στροβιλίζει και τον χώρο που βρίσκεται γύρω της με αποτέλεσμα να παρασύρει σε στροβιλισμό και οποιοδήποτε αντικείμενο βρίσκε­ται κοντά στην τρύπα.

Μία μελανή οπή πρέπει να είναι ένα εξαιρετικά απλό σώμα που μπορεί να περιγραφεί από μόνο τρεις αριθμούς. Την μάζα, την στρο­φορμή και το φορτίο της τρύπας όπως τέθηκε το ζήτημα από τους Brandon Carter, Stephen Hawking, Werner Israel και από την γενική θεωρία της σχετικότητας περίπου το 1970. Τώρα μία μελανή οπή δεν θα πρέπει να έχει κάποιο σημαντικό φορτίο, διότι αν είχε θα έλ­κυε αντίθετο φορτίο από τον μεσοαστρικό χώρο που θα εξουδετέρωνε το δικό της.

Γύρω από τις μελανές οπές στον μεσοαστρικό χώρο υπάρχει ένα πολύ αραιό αέριο, περίπου υπάρχει ένα άτομο για κάθε ένα κυβικό εκατο­στό. Τα μόρια του αερίου αυτού ταλαντώνονται τόσο ανεπαί­σθητα, αφού έχουν πολύ μικρή θερμοκρασία, και έτσι εκπέμπουν μία ασθε­νική ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία με πολύ μεγάλο μήκος κύμα­τος.

Η μελανή οπή όμως έλκει αυτά τα μόρια τα οποία σιγά σιγά απο­κτούν μεγαλύτερες ταχύτητες, συγκρούονται μεταξύ τους με απο­τέλεσμα να αυξάνεται η θερμοκρασία και να μικραίνει το μήκος κύ­ματος της ακτινοβολίας που εκπέμπουν. Μάλιστα πλησίον της με­λανής οπής εκπέμπεται ακτινοβολία στο ορατό τμήμα του φάσματος και ακόμα πιο κοντά ακτίνες Χ αλλά και γ. Επομένως γύρω από την με­λανή οπή, λόγω του φωτός στην ορατή περιοχή, θα δημιουργηθεί μία φωτεινή περιοχή που ονομάζεται δίσκος προσαύξησης.

Πριν προχωρήσουμε, ας δούμε ένα επίσης ενδιαφέρον αλλά απλό φαινόμενο. Όταν καθόμαστε όρθιοι στην επιφάνεια της Γης, τότε τα πόδια μας που είναι πιο κοντά στην Γη δέχονται μεγαλύτερη δύναμη από ό,τι το κεφάλι μας που βρίσκεται πιο μακριά. Λόγω των διαφο­ρετικών αυτών δυνάμεων δημιουργείται μία τάση η οποία έχει την ιδιότητα να μας τεντώνει σαν λάστιχο ως προς την κατακόρυφο. Επίσης, λόγω των κάθετων ως προς το σώμα μας συνιστωσών του βάρους δεχόμαστε άλλες δύο δυνάμεις στην δεξιά και αριστερή πλευρά του σώματός μας με κατεύθυνση ώστε αυτές να μας συ­μπιέζουν προς το εσωτερικό. Αυτές τις δυνάμεις θα τις ονομάσουμε «παλιρροϊκές δυνάμεις», αφού είναι παρόμοιες με αυτές που ασκούν η Σελήνη και ο Ήλιος στην Γη και προκαλούν τις παλίρροιες. Προ­φανώς αυτές οι δυνάμεις εδώ στην Γη είναι μικρές και έτσι δεν μπο­ρούμε να αντιληφθούμε αυτό το τέντωμα. Αν όμως βρισκόμασταν κοντά σε μία μικρή σχετικά μελανή οπή, τότε οι δυνάμεις αυτές θα μας διέλυαν. Με τον τρόπο αυτό εάν ένα αστέρι πλησιάζει μία μικρή σχετικά μελανή οπή, τότε πρώτα θα διαμελιστεί στα συστατικά του πριν το καταβροχθίσει η μελανή οπή. Οι δυνάμεις αυτές όσο και να φαίνεται περίεργο δεν είναι μεγάλες σε μία υπερμεγέθη μελανή οπή και έτσι ένα άστρο το οποίο κατευθύνεται προς αυτήν θα πέσει κα­τευθείαν μέσα της χωρίς να διαμελισθεί. Από την άλλη πλευρά, η θεω­ρία της σχετικότητας εξηγεί αυτές τις δυνάμεις με διαφορετικό τρόπο, ως την αναγκαστική κίνηση των σωμάτων πάνω στις γεωδαι­σιακές του καμπύλου χωροχρόνου που υπάρχει γύρω από μία με­γάλη μάζα.

Ας επανέλθουμε πάλι στο διπλό σύστημα του Κύκνου X-1. Όπως εί­παμε, αποτελείται από ένα υπερμέγεθες μπλε γίγαντα άστρο και την μελανή οπή που βρίσκεται γύρω του. Μια καλλιτεχνική ανα­παράσταση αυτού του συστήματος βλέπουμε στην εικόνα 2. Παρα­τηρούμε ότι λόγω των παλιρροϊκών δυνάμεων το μπλε άστρο έχει επι­μηκυνθεί σαν δάκρυ και δεύτερον ηλιακός άνεμος αποκολλάται και κατευθύνεται προς τον δίσκο προσαύξησης τον οποίο τροφοδο­τεί με νέο υλικό αφού το παλιό κατευθύνεται και πέφτει μέσα στην μελανή οπή.

Η μελανή οπή θα πρέπει να περιστρέφεται αφού στροβιλίζει και τον χώρο γύρω της, με αποτέλεσμα να περιστρέφεται και το υλι­κό στον δίσκο προσαύξησης. Λόγω των δυνάμεων τριβής που ανα­πτύσσονται μεταξύ των στρωμάτων του υλικού στον δίσκο προσαύ­ξησης το υλικό θερμαίνεται και εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινο­βολία ενώ πολύ κοντά στην μελανή οπή έχουμε παραγωγή ακτινο­βολίας Χ.

Μέρος της δυναμικής ενέργειας του υλικού του δίσκου προσαύ­ξησης μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια και έτσι σωματίδια εκτο­ξεύονται με σχετιστικές ταχύτητες κάθετα ως προς τον δίσκο σε μία σφαιρική γωνία περίπου 30 μοιρών και από τις δύο πλευρές. Με αυ­τόν το τρόπο πρέπει να σχηματίζονται οι πίδακες που βλέπετε στην καλλιτεχνική απεικόνιση της εικόνας 1. Οι πίδακες αυτοί πρέπει να αλληλεπιδρούν με το υλικό του δίσκου προσαύξησης κο­ντά στην μελανή οπή και εκεί να παράγεται η ακτινοβολία Χ.

Ένα ακόμα ενδιαφέρον χαρακτηριστικό είναι η λει­τουργία των μελανών οπών ως βαρυτικοί φακοί. Το φως καθώς κι­νείται στον ελεύθερο χώρο μακριά από κάποια σημαντική μάζα κι­νείται ευθύγραμμα, ενώ όταν βρεθεί κοντά σε μια μεγάλη μάζα, όπως ο Ήλιος, εκτρέπεται από την ευθύγραμμη πορεία του στα πλαίσια της Νευτώνιας θεωρίας και έτσι μπορούμε να δούμε αστέρες που κανο­νικά είναι κρυμμένοι, π.χ. πίσω από τον Ήλιο. Στα πλαίσια της σχετι­κότητας το φως ακολουθεί τις γεωδαισιακές ευθεί­ες οι οποίες έχουν καμπυλωθεί στην γειτονιά μεγάλων μαζών, όπως ο Ήλιος μας ή οι μελανές οπές. Μάλιστα όταν το φως περνάει κοντά από μεγάλες με­λανές οπές η εκτροπή μπορεί να είναι τόσο μεγάλη, ώστε να εμφανί­ζονται πολλαπλά είδωλα του ίδιου αστεριού αφού οι ακτίνες του φωτός μπορεί να έχουν περιστραφεί πολλές φορές γύρω από την με­λανή οπή πριν έρθουν σ' εμάς.

Ακόμα, ας υποθέσουμε ότι θα μπορούσαμε να πλησιάσουμε κο­ντά σε μία γιγαντιαία μελανή οπή, φυσικά πάνω από τον ορίζοντα και με το διαστημόπλοιό μας να μπούμε σε τροχιά γύρω της. Φυσικά οι παλιρροϊκές δυνάμεις γύρω από μία γιγαντιαία τρύπα δεν είναι και τόσο μεγάλες ώστε μα μας διαμελίσουν. Αν κοιτάζαμε τώρα τον ουρανό πάνω από αυτήν την τρύπα, τότε θα βλέπαμε τα αστ­έρια όλου του σύμπαντος συμπιεσμένα μέσα σε έναν κύκλο ψηλά στον ουρανό, όπου ο κύκλος αυτός θα στένευε όσο πλησιάζαμε προς την μαύρη τρύπα. Αυτό συμβαίνει αφού η πορεία του φωτός καμπυ­λώνεται σε τόσο μεγάλο βαθμό που ακόμα και φως που προέρχεται από τον ορίζοντα καταλήγει να κατεβαίνει κατακόρυφα προς την μαύρη τρύπα με αποτέλεσμα άστρα που βρίσκονται κοντά στον ορί­ζοντα να τα βλέπουμε ψηλά στον ουρανό.

Τέλος, συστήματα δύο περιστρεφόμενων μελανών οπών θα πρέπει λόγω του μεγάλου τους βαρυτικού πεδίου να δημιουρ­γούν περιοδικές διακυμάνσεις της βαρύτητας (κύματα βαρύ­τητας) που οδεύουν στον χώρο. Τέτοια κύματα ανιχνεύτηκαν για πρώτη φορά στις 14 Σεπτεμβρίου του 2015 από την LIGO και Virgo και ίσως θα χαρακτηριστεί το πιο σημαντικό γεγονός αυτού του αιώνα.

Η βιβλιογραφία σχετικά με τις μελανές οπές είναι πολύ μεγάλη και διανθισμένη με πάρα πολλά θέματα που ίσως μερικά από αυτά βρί­σκονται ακόμα στην σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας, όπως η παραγωγή ενέργειας από μελλοντικούς αποίκους που θα φτιάξουν την αποικία τους γύρω από μια μελανή οπή ή από τις σκουληκότρυ­πες, δηλαδή σήραγγες στον χρόνο και στον χώρο που κόβουν δρόμο για γρήγορα διαστρικά ταξίδια και από πολλά άλλα. Στην ελληνική βιβλιογραφία σας προτείνω να διαβάσετε το «Μαύρες τρύπες και στρεβλώσεις του χρόνου» του Kip S. Thorne, καθώς μεγάλο μέρος αυ­τού του άρθρου είναι εμπνευσμένο από αυτό το βιβλίο.