Artikulu hau jatorriz The Conversation argitalpenean aurki daiteke.
Denok ados gauden datu bat hartuko dugu abiapuntutzat: argiak espazio-denbora kurbatzen du eta, horrenbestez, grabitatea sortzen du. Baina pentsa dezagun orain behar adina argi kantitate bolumen txiki-txiki batean kontzentratzea lortu dugula. Teorian, energia metaketa horrek kolapsatu eta zulo beltz bat eratu ahal izango luke. Argiak osatutako zulo beltza litzateke. Baina hori guztia ameskeria eder hutsa al litzateke?
Ideia hori lehen aldiz mahaigaineratu zuena John Archibald Wheeler ospetsua izan zen, zulo beltza terminoa sortu zuen berbera. Baina bere ideia bikainak ez ziren soilik horretara mugatu; izan ere, historiak gorde duen esaldi bat ere utzi zuen: “Materiak espazioari nola kurbatu esaten dio, eta espazioak materiari esaten dio nola mugitu”. Oraindik ez da sortu Einsteinen erlatibitatearen teoriari buruzko edozein hastapen ikastaro laburbiltzeko modu ederragorik.
Baina teoria horrek materiaren eta energiaren arteko baliokidetasuna erakusten duenez, pixka bat jolas egiteko aprobetxa dezakegu. Horretarako, jatorrizko esaldia hartu eta materia esaten zuen tokian, argiaren energia esango dugu. Hain zuzen ere, Wheelerrek bide horretan pentsatu zuen argiarekin egindako zulo beltzetan, eta geoi izena eman zien.
Zulo beltzak egiteko trikimailua
Horrelako zulo beltz bat eratzeko trikimailua ulertzeko modu erraz bat dago. Pentsa dezagun Eguzkiaren argia paper batean kontzentratzen ari garela lupa bat erabiliz. Metodo horrekin, 1.000 Celsius graduko tenperaturak lor daitezke, urrea urtu ahal izateko bezain altuak. Azkenean, papera erre egingo da, eta puntu beltz bereizgarri bat utzi. Eta zer gertatuko litzateke gauza bera egiten badugu papera espazio-denborarekin ordezkatuz? Erreta geratuko litzatekeen arrastoa argiz egindako zulo beltz bat besterik ez litzateke izango.
Zulo beltz bat, unibertsoaren ehunaren berezitasun hori, bolumen ñimiño batean masa nahikoa trinkotzen denean eratzen da. Eta horrelako materia-kontzentrazioak ez dio ihes egiten uzten bere barnean sortzen den eta nolabaiteko abentura gogoa duen inolako argi izpiri. Ez da zulo beltzaren horizontea deritzoguna gurutzatzeko gai izango den argi izpi bakar bat ere.
Lurra zulo beltz bihurtzea
Eta balioko al liguke Lurrak enbrioi gisa espazio-denbora bezain exotikoa eta berezia den eremuan? Bai, noski. Fantasia hori posible izango litzateke gure planeta puxtarri baten neurria lortu arte estutzeko modurik balego. Eta gizaki batekin gauza bera egin nahiko bagenu, miniaturizatu egin beharko litzateke, ezagutzen den edozein partikula azpiatomiko baino txikiagoa izan arte.
Berriro ere masaren eta energiaren arteko baliokidetasunera jotzen badugu, zulo beltz argitsuen ideia sakon dezakegu. Itxura batean, erraza dirudi horiek sortzea, baina natura ez da beti guk nahi bezain sinplea Prozesuan esku hartzen duten energiak oso altuak dira eta, horrenbestez, fisika kuantikoa oso garrantzitsua da. Eta puntu batean energia handia kontzentratzeko beharrezkoa den izpien fokalizazioari aurre egin diezaioketen efektuak sor ditzake horrek.
Kuantikaren garrantzia
Hainbat fenomeno kuantikok eragotziko lukete imajinatzen ari garen kimera edo ameskeria eder hori sortzea. Horietako bat da Schwinger efektua. Bere izenak argiaren eta kargatutako partikulen arteko interakzioaren azterketaren aitzindarietako bat omentzen du. Elektrodinamika kuantikoa izena du eremu horrek eta hutsa benetan errealitate dinamikoa, etengabe partikula eta antipartikula pareak sortzen diren ingurune burbuilatsua dela erakusten du. Ondorioz, partikulen kopuru garbia ez da aldatzen.
Baina gauza bera gertatzen da fotoi itsaso batekin, edo putzu edo tanta batekin: berdin dio zenbat argi dagoen metatuta; etengabe sortzen dira partikulak mamuak balira bezala.
Julian Schwinger fisikari estatubatuar bikainak aurkitutako efektua fotoi kontzentrazio horri lotutako eremu elektrikoa oso handia bada gerta daitekeen horretan oinarritzen da. Baldintza horiek betetzen direnean, elektroia-antielektroia pareak sor daitezke. Hau da, sortan argi forma zuen energia hura beste zerbait bihurtu da. Eta, ondorioz, argiaren zulo beltza eratzeko prest egoteari uzten dio. Partikula batzuk beste batzuekin trukatzeko prozesu hori, beste behin, Einsteinen baliokidetasunarekin bat dator.
Efektu fantastiko hori eremu elektrikoa V/m-ko trilioi bat (volt metroko) baino handiagoa denean bakarrik gertatzen da. Eta nola uler dezakegu hizpide dugun honen guztiaren intentsitatea zein den? Konparazio ona izan daiteke bere balioa tximista arrunt baten eremu elektrikoa baino 3.000 milioi aldiz handiagoa dela esatea.
Beste kontu bitxi bat da nola mugitzen diren elektroia eta haren antipartikula (positroia) sortzen direnean. Zuzen berean zehar bidaiatuko dute, baina kontrako noranzkoetan. Newtonen bigarren legea izenarekin ezaguna den zerbaiten adierazpena da hori.
Nahiz eta, egiari zor, partikula horien abiadura ikaragarriak doikuntza sotila eskatzen duen. Beste behin ere, hori ulertzen lagunduko digun teoria Einsteinen erlatibitatearen teoria da, baina haren bertsio murriztuan.
Lan gehiago emango ligukeena sortutako partikulen arteko talken eragina aztertzea da. Muturreko billar modukoa litzateke, edozein txapeldun barregarri utziko lukeen horietakoa. Ondorioz, egin dezagun fedezko akto bat eta utz diezaiegun adituei eragin horiek bigarren mailakoak direla adierazten.
Eztabaidari emandako erantzuna
Baina fisikan eztabaidatutako galderak, hau da, laborategian zulo beltz argitsu bat sor dezakegun, erantzuna eskatzen du.
1 m-ko erradiodun zuloa sortzeko, 1.000 koatrilioi V/m-ko eremu elektrikoa beharko genuke. Beste nolabait esanda, mila tretrigintilioiko watteko potentzia elektrikoa eskatzen du, edo, beste nolabait adierazita, 1 bat eta 87 zero jarraian. Esan beharrik ez dago zifra horiek abstraktuaren eremukoak direla. Izan ere, kopuru horretara iristeko, unibertsoko atomo bakoitzak erradiazio elektromagnetikoaren 1.000 W isuri beharko lituzke.
Horregatik, lasai egon gaitezke: zulo beltz argitsu bat ez da inola ere berehalako mehatxua. Eta hori guztia fisikako ezagutzen konbinazioari esker dakigu, alderdi erlatibista eta kuantikoa uztartzen baitituzte. Eta hori eldarniozko bidea da, hasi besterik egin ez duguna.
