Гравитацијата на црната дупка е толку силна што ништо, па дури и светлината, не може да избега.
Еден ден од септември 1964 година, еден стар пријател го посети Роџер Пенроуз. Британскиот космолог Ивор Робинсон се врати во Англија од Далас, Тексас, каде што живееше и работеше. Кога и да се сретнуваа, никогаш немаше да останат без теми за приказната, а нивниот разговор овој пат немаше крај и допре до широк спектар на теми.
Додека двајцата поминаа покрај канцеларијата на Пенроус на колеџот Биркбек во Лондон, застанаа кратко на работ на работ, чекајќи да се расчисти сообраќајот. Нивната пауза се совпадна со пауза во разговорот и замолкнаа додека минуваа по патот. Во тој момент, мислите на Пенроуз лутаа. Што ако универзумот нема крај?
Оваа гладна црна дупка може да недостасува „космичка врска“. Пеколна планета каде паѓа железен дожд. Тие патувале 2,5 милијарди светлосни години низ вакуум во вселената до зовриена маса на вител квазар.
Тој замислил гравитациски колапс што се случува, повлекувајќи ја целата галаксија подлабоко и поблиску до центарот. Како уметнички лизгач кој ротира околу својата оска и ги приближува рацете до телото, масата ротира побрзо и побрзо додека се собира. Овој краток ментален блесок го доведе до просветлување – што ќе му донесе Нобелова награда за физика 56 години подоцна. Како и многу релативисти – теоретски физичари кои работат на тестирање, истражување и проширување на Општата теорија на релативност на Алберт Ајнштајн – Пенроуз ги помина раните 60-ти години на минатиот век проучувајќи необична, но прилично сложена противречност позната како „проблем на единственост“. Ајнштајн ја објави својата Општа теорија во 1915 година, револуционизирајќи го научното разбирање на просторот, времето, гравитацијата, материјата и енергијата. До 1950-тите, теоријата на Ајнштајн беше исклучително успешна, но многу од нејзините предвидувања сè уште се сметаа неверојатно или невозможно да се докажат. Спектакуларна фотографија на Јупитер и нејзината голема црвена дамка џиновските танцувачки црни дупки се однесуваат точно како што претпоставуваа научниците. Неговите равенки покажаа, на пример, дека е теоретски можно гравитациониот колапс да компресира доволно материја во простор доволно мал за да стане бесконечно густа, формирајќи „единственост“ од која дури и светлината не може да избега. Ова стана познато како црна дупка. Но, во рамките на таквата посебност, веќе не важат познатите закони на физиката – вклучително и сопствената теорија на релативитет на Ајнштајн.
Единственоста беше фасцинантна за математичките релативисти токму од таа причина. Повеќето физичари, сепак, се согласија дека нашиот универзум е премногу нареден за да содржи такви области.И дури и ако постојат посебности, не постои начин да се видат. „Долго време постоеше голема скептицизам“, вели Пенроуз. „Луѓето очекуваа враќање: предметот да се сруши, да се сврти на комплициран начин и да се врати во претходната состојба со свиреж“. Теоретскиот физичар Роџер Пенроус ја доби Нобеловата награда. Кон крајот на 1950-тите, набудувањата од ново поле на радиоастрономијата ги направија овие идеи уште повозбудливи. Радио-астрономите откриле нови космички објекти кои изгледале многу светли, многу далечни и многу мали. Прво познати како „квази ѕвездени објекти“ – подоцна скратено со „квазари“ – се чинеше дека овие објекти испуштаат премногу енергија на премалку простор. Иако се чинеше невозможно, секое ново набудување ја сугерираше идејата дека квазарите на античката галаксија се во фаза на уривање во единственост. Научниците се принудени да се прашуваат дали едниственоста е навистина малку веројатна како што сите веруваа? Теоретскиот физичар Роџер Пенроуз имаше инстант инспирација што го сврте наопаку нашето разбирање за Универзумот. Дали ова предвидување од теоријата на релативноста е повеќе од обична математичка фантазија? Во Остин, Принстон, Москва, Кембриџ и Оксфорд, Јужна Африка, Нов Зеланд, Индија и на други места, космолозите, астрономите и математичарите се обидоа да откријат дефинитивна теорија што може да ја објасни природата на квазарите.
Повеќето научници му пристапиле на овој предизвик во обид да најдат високо специјализирани околности во кои може да се појави посебност. Пенроуз, тогаш предавач на колеџот Биркерк во Лондон, се одлучи за поинаков пристап. Неговиот природен инстинкт отсекогаш бил да бара општи решенија, основни принципи и основни математички структури. Тој помина долги часови во Биркбек, работејќи на огромна табла со креда со кривини и извртени дијаграми што ги дизајнираше самиот. Тим руски теоретичари предводен од Исак Калатников во 1963 година објавија почитувана студија која го потврди она што повеќето научници сè уште веруваа – единственостите не се дел од нашиот физички универзум. Во Универзумот, тие тврдат, облаците од прав или ѕвездите што се уриваат всушност ќе се шират назад пред да стигнат до точката на единственост. Сигурно имало друго објаснување за квазарите. Пенроуз беше скептичен. Супермасивна црна дупка со милиони до милијарди пати поголема од масата на нашето сонце се гледа во илустрацијата за концепт на недатиран уметник од НАСА. Единственоста во срцето на црната дупка произведува топлина толку силна што се исфрла исклучително светло зрачење.
„Имав силно чувство дека според методите што ги користеа тешко дека може да извлечат цврсти заклучоци за тоа“, вели тој. „Ми се чинеше дека на проблемот треба да му се пристапи на поопшт начин од она што го правеа, со донекаде ограничен фокус “. Иако ги отфрли нивните аргументи, тој сè уште не можеше да дојде до општо решение за проблемот на единственост. И така беше сè до посетата на Робинсон. Иако Робинсон го истражуваше и проблемот на единственост, двајцата не ја допреа оваа тема во нивниот разговор тој есенски ден 1964 година во Лондон. Во краткиот молк што следеше за време на тој кобен премин на улицата, Пенроуз сфати дека Русите не биле во право. Сета таа енергија, движење и маса што се распаѓаат заедно, би создале толку многу топлина што зрачењето би избило во сите правци на секоја бранова должина. Колку беа помали и побрзи, толку посветло ќе беше. Тој ментално ги мапираше своите цртежи со креда од табла и скици од дневник до тој далечен предмет, барајќи во главата точка што ја предвидоа Русите, кога тој облак ќе експлодира во претходната форма.
Деценија на Сонцето во една минута. Таква точка не постоеше. Во главата, Пенроуз конечно виде дека колапсот ќе продолжи непречено. Надвор од центарот на кондензацијата, објектот би сјаел со повеќе светлина од сите ѕвезди во нашата галаксија. И длабоко во себе, светлината ќе се свиткаше во драматични агли, просторот-времето ќе се искривуваше, сè додека сите насоки не се преклопат со сите други. Ќе достигнеше точка без враќање. Светлината, просторот и времето би достигнале целосна точка на прекин. До црната дупка. Во тој момент, Пенрзоуз знаеше дека единственоста не бара никакви посебни околности. На нашиот универзитет, единственоста не е невозможна. Тие се неизбежни. Впечаток на уметникот за галаксиите заробени во мрежата на супермасивна црна дупка. Преминувајќи ја улицата, тој го продолжи разговорот со Робинсон и веднаш заборави на што размислува. Двајцата се разделија, а Пенроус се врати со облаци од креда прашина и купишта хартија во неговата канцеларија. Остатокот од попладневните часови продолжи нормално, освен што Пенроуз беше невообичаено добро расположен. Тој не можеше да разбере зошто. Тој започна да го снима филмот од тој ден назад, обидувајќи се да ја открие причината за неговата еуфорија. Неговиот ум се врати во тој момент на тишина додека ја минуваше улицата. И сето тоа побрза кон него. Тој го реши проблемот на единственост.
Почна да запишува равенки, да ги тестира, да ги препишува, да ги преобликува. Расправијата сепак беше груба, но функционираше. Гравитациониот колапс бараше само некои многу општи, лесно остварливи енергетски услови, за да се сруши во бесконечна густина. Пенроуз во тоа време знаеше дека мора да има милијарда единствености низ целиот космос.Тоа беше идеја што ќе го сврти наопаку нашето разбирање за Универзумот и ќе обликува сè што знаеме за него денес. За два месеца, Пенроуз започнал да предава за неговата теорема. Во средината на декември, тој ја доставил својата студија до академското списание „Физички преглед писма“, објавено на 18 јануари 1965 година – само четири месеци откако ја преминал улицата со Ивор Робинсон. Реакцијата не беше баш она во што се надеваше. Теоремата за единственост на Пенроуз беше доведена во прашање. Дебатата кулминираше на Меѓународниот конгрес за општа релативност и гравитација во Лондон подоцна истата година .„Тоа не беше многу пријателска атмосфера. Русите беа прилично вознемирени и луѓето не беа подготвени да признаат дека не се во право “, рече Пенроус. Конференцијата заврши без конечен заклучок. Но, не долго после тоа, се покажа дека руската студија содржи грешки во пресметките – нивната математика има непоправлива грешка, нивната теза веќе не е остварлива. „Имаше грешка во начинот на кој пристапија кон проблемот“, вели Пенроуз. Кон крајот на 1965 година, теоремата за единственост на Пенроуз започна да одекнува низ целиот свет. Неговиот уникатен блесок на просветлување стана движечка сила во космологијата.
Тој направи повеќе од само да објасни што е квазар – ја откри големата вистина за суштинската реалност на нашиот универзум. Без оглед каков модел на Универзумот смислиле луѓето оттогаш, тој мораше да вклучува единечност, што значеше научни принципи кои ја надминуваат релативноста. Единствености, исто така, започнаа да се привлекуваат во јавната свест, делумно благодарение на фактот дека тие импресивно станаа познати како „црни дупки“, термин што прв го измисли американската научна новинарка Ен Јуинг. Стивен Хокинг славно се потпираше на теоремата на Пенроуз за да ги побие теориите за потеклото на Универзумот, откако двајцата работеа заедно на единственостите. Единственостите станаа централни во секоја теорија за природата, историјата и иднината на Универзумот. Експерименталистите идентификуваа други посебности – вклучително и онаа во центарот на хипермасивната црна дупка во центарот на нашата галаксија откриена од Рајнхард Гензел и Андреа Гез, годинашните заеднички добитници на Нобелова награда за физика со Пенроуз. Самиот Пенроуз развил алтернатива на теоријата за Биг Бенг како Конформална Циклична Космологија, за што доказите би можеле да дојдат од резидуални сигнали од античките црни дупки. Во 2013 година, инженерот и компјутерски научник Кети Боуман предводеше група истражувачи кои развија алгоритам за кој се надеваат дека ќе овозможи да се фотографираат црните дупки. Во април 2019 година, телескопот Event Horizon го искористи овој алгоритам за да ги направи првите слики на црна дупка, обезбедувајќи драматична визуелна потврда и на Ајнштајн и на некогаш контроверзните теории на Пенроус. Иако Пенроус, кој сега има 89 години, е задоволен што ја доби најголемата чест во физиката, Нобеловата награда, тој во моментов е мачен од нешто друго.„Едноставно, тогаш го забележавме. Се обидувам да се прилагодам. Јас сум многу поласкан и почестен и навистина го ценам тоа “, ми рече тој неколку часа по добивањето на веста. „Но, од друга страна, се обидувам да напишам три различни научни статии во исто време, и ова ми го отежнува од кога и да било порано. целата оваа врева го одвлекува вниманието од концентрацијата на неговата најнова теорија. Пенроуз најдобро ја знае моќта на тишината и блесокот на просветлувањето што може да ги донесе.
