Jesteśmy społecznością, która kocha książki

Kosmicznymi obiektami, które zrobił największą karierę w pop-kulturze są czarne dziury. I dobrze, bo ich tajemniczość i pokutujące niezrozumienie istoty zjawiska, napędzają zainteresowanie pozwalając astrofizykom incydentalnie przebić się do mediów. Dwaj fizycy z Princeton, Steven Gubser i Frans Pretorius w książce „Czarne dziury bez tajemnic” postanowili przybliżyć naturę tych enigmatycznych obiektów, łącząc aktualną wiedzę teoretyczną z obserwacyjną. Książka pozornie jest dla każdego, ale faktycznie wymaga pewnej ‘kultury matematyczno-fizycznej’. Struktura publikacji dość przewidywalna (ale inna być nie powinna),czyli zaczynamy od kilku fundamentalnych ustaleń szczególnej i ogólnej teorii względności, szczególnie tych ich elementów, które w opisie czarnych dziur są kluczowe. Niestety dydaktycznie ten wstęp nie poraża klarownością. Podana dyskusja jednoczesności, dylatacji czasu i skrócenia rozmiaru obiektów wymaga jednak od czytelnika wstępnego rozeznania i obycia z używanymi pojęciami. Zbyt duże skróty (mimo kilku poglądowych wykresów) nie dadzą satysfakcji czytelnikowi początkującemu. Jedyny ciekawy fragment wstępnej dyskusji, to opis pojęcia metryki, linii geodezyjnej i krzywizny (str. 49-57). Kolejne rozdziały, to ciekawy opis dwóch podstawowych modeli czarnych dziur. Pierwszy to osobliwość Schwarzschilda (najprostszy model z nierotującą czarną dziurą),a drugi to bardziej realny model z obracającą się, zwany czarną dziurą Kerra. Oba rozdziały zdają relację z geometrii takich obiektów oraz ich nieintuicyjnego otoczenia, które płata figle naszym zmysłom oczekującym linearności i jednostajności upływu czasu. Niesamowite w przewidywaniach dotyczących czarnych dziur jest osobliwe zachowanie przestrzeni je otaczającej, w czym tkwi ich cała atrakcyjność. Na uwagę zasługuje fakt, że autorzy wyczerpująco opisali kluczową właściwość czarnej dziury Kerra, czyli wleczenie układu inercjalnego (str. 90-101). Nie znam pełniejszego popularnego opracowania tego zjawiska. Podobnie się ma z klarownością omówionego mechanizmu pozwalającego uzyskać czystą postać energii z obracającej się czarnej dziury w wyniku tzw. procesu Penrose'a (str. 102-105). Pozostałe rozdziały są bardziej praktyczne i odwołują się do obserwacji z ostatnich lat. Przeprowadzona w nich dyskusja odkrycia fal grawitacyjnych w 2015 roku sprowokowała autorów do opisania przebiegu tego zjawiska na podstawie posiadanej już wiedzy (str. 146-154). Ten fragment powala na łopatki, jeśli się nie znało wcześniej detali. Dla tych kilku stron warto sięgnąć po lekturę książki! Z kolei rozdział o termodynamice czarnych dziur i ich entropii, to zawiła porażka dydaktyczna. Bez podstaw z mechaniki kwantowej ani rusz. Ostatecznie, szansa na zrozumienie promenowania Hawkinga w wykonaniu Gubsera i Pretoriusa jest mocno dyskusyjna. „Czarne dziury bez tajemnic” dostarcza ciekawą garść fundamentów związanych z tytułowymi obiektami. Jednak brak słowniczka pojęć i skrótowość wywodu stanowią barierę dla części potencjalnych odbiorców. Za to czytelnikom mającym za sobą chociażby uniwersytecki wstępny kurs fizyki ogólnej i wiedzę z geometrii, lektura da sporo satysfakcji. Wzorów jest kilka, raczej takich podstawowych, a przytoczone tensorowe równanie Einsteina należy potraktować jako pewien konstrukt ustalający uwagę (chyba, że ktoś zna rachunek tensorowy, teorię równań różniczkowych i elementy teorii Riemanna). Duży plus autorom należy się za większość treści ostatnich rozdziałów, w których przedyskutowali bardzo zgrabnie możliwości obserwacyjne związane z czarnymi dziurami. Jak powstają, gdzie możemy ich oczekiwać w kosmosie, czym na dziś na tym polu detekcji możemy się pochwalić – to kawałek ciekawej lektury dla każdego. Jednak wspomniane wyżej przykłady fragmentów trudnych i podanych niejasno - zniechęcają. Grzechem autorów była próba zbyt dokładnego odtworzenia ustaleń analitycznych językiem bez wzorów. Posługiwali się przeskokami myślowymi, za którymi nie da rady nadąży ktoś, kto 'nie przetrawił' wcześniej problematyki. Moja ostateczna nota, to mix subiektywnych wrażeń i analizy przydatności lektury dla czytelnika 'mniej ścisłego'. Opiniowana pozycja to momentami wymagająca lektura, ale generalnie warta uwagi czytelnika poszukującego wyjaśnień, czym te pułapki czasu są. Polecam zaawansowanym miłośnikom zjawisk ekstremalnych w kosmosie. =========== Postscriptum W książce wspomniano o projekcie EHT, czyli globalnym interferometrze radioteleskopów (czyli obserwatoriów naziemnych, które pracują jak jeden zsynchronizowany). Sensacją ostatnich dni (10.04.2019) jest opublikowanie wyników prac w ramach tego projektu, czyli pierwszych zdjęć cienia czarnej dziury w centrum olbrzymiej galaktyki eliptycznej M87. Polecam ciekawy tekst na stronie oficjalnego periodyku Polskiego Towarzystwa Astronomicznego, w którym dostaniemy więcej detali: https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/uzyskano-pierwsze-w-historii-zdjecie-czarnej-dziury