Exact 239 de ani în urmă un filosof și matematician englez a publicat descrierea a ceea ce le-a numit ”stele negre”.

John Michell, cunoscut drept ”părintele oficial al seismologiei și magnetometriei”, este prima persoană în lume care a făcut o conexiune între gravitație, velocitatea de scăpare și lumină, care formează gaura neagră.

Originar din Eakring, comitatul Nottinghamshire, la vârsta de 18 ani, Michell a fost admis la Universitatea Cambridge (1742) ca student fără bursă, fiind obligat să-și plătească studiile, camera din cămin și să cumpere materiale didactice cu banii proprii. Una din condițiile pentru acordarea bursei, în 1749, a fost ca el să adere la sfântul ordin al Bisericii Anglicane, ceea ce el a și făcut. 

În anul următor Michell a publicat prima lucrare importantă, un tratat despre magneții artificiali, în care tânărul savant a identificat corect legea pătratului invers la atracția magnetică și a propus metodele de măsurare poziției polilor magnetici.

El și-a apărat masteratul în 1752 și bacalaureatul teologic în 1761. Cercetările sale au fost finanțate în schimbul ocupării postului de rector în parohia Sf. Botolph din Cambridge. În același an, 1760, John Michell a fost ales membru al Societății Regale.

Citiți și:
După ce a devorat-o, o gaură neagră a ejectat rămășițele unei stele - după 3 ani!

John Michell este creditat, de asemenea, pentru primele calcule cu privire la distanțele până la stele și explicarea sistemelor stelare binare și multiple. Într-una din lucrări, el a presupus că cutremurele de pământ se propaga pe calea undelor și astfel a putut calcula locul epicentrului.

Cea mai importantă descoperire, totuși, a avut loc în anul 1783. Pornind de la descoperirile lui Isaac Newton cu privire la atracția gravitațională și studiul lui Ole Romer despre viteza luminii, Michell și-a pus întrebarea dacă în baza luminii emise de stele poate fi determinată masa acestor corpuri cosmice. 

El a fost interesat în special de teoria corpusculară a luminii, formulate de Newton, care spune că lumina este compusă din corpusculi („particule mici”) ce călătoresc cu o viteză finită și se propagă ca impulsuri.

Această ultimă caracteristică sugerează că lumina ar trebui să fie afectată de atracția gravitațională a obiectelor din calea ei și astfel poate fi identificată o cale de a calcula masa unei stele, măsurând cât de mult încetinește lumina emanată de steaua dată.

Lucrarea lui se numește ”Cu privire la mijloacele de descoperire a distanței, mărimii etc. a stelelor fixe, ca urmare a diminuării vitezei luminii lor” și a fost prezentată în fața membrilor Societății Regale pe 27 noiembrie 1783.

Deși Michell a greșit afirmând că o stea supermasivă poate încetini viteza luminii, el a prezis corect că un corp de așa dimensiuni are o atracție gravitațională atât de puternică, încât velocitatea de scăpare (spus și ”viteza de evacuare”) depășește viteza luminii.

”Dacă semidiametrul unei sfere de aceeași densitate ca Soarele în proporție de cinci sute la unu, și presupunând că lumina este atrasă de aceeași forță proporțional cu masa sa cu alte corpuri, toată lumina emisă de un astfel de corp ar fi făcută să se întoarcă spre el, prin propria gravitație corespunzătoare”, a scris Michell.

Niciun astronom nu va putea vedea un astfel de corp fără instrumentele necesare, deoarece lumina nu ar putea scăpa de forța gravitației, a precizat el. Totuși, ele pot fi detectate datorită comportamentului unor stele ”normale” care se deplasează ca și cum ar fi parte dintr-un sistem binar, adică se rotește în jurul obiectului supermasiv cu gravitație puternică.

Corpul descris de savant a fost numit ulterior drept ”steaua neagră”, deoarece Michell a evitat să-i dea o definiție exactă la timpul său. În prezent, noi numim astfel de corpuri ”găuri negre” – cele mai misterioase și teribile obiecte în Univers.

Simulare animată a lentilelor gravitaționale cauzate de o gaură neagră Schwarzschild care trece pe lângă o galaxie de fundal. Imagine: Wikipedia

Curios este că la o concluzie similară a ajuns și astronomul francez Pierre-Simon de Laplace, în anul 1796, și tot în baza învățăturilor lui Isaac Newton. El a numit corpurile respective drept ”stele invizibile” și s-a bucurat de o recunoaștere mai mare în comparație cu Michell, care nu a insistat niciodată să-și apere în public tezele propuse sau să pretindă la drepturile de autor asupra ideii.

Trei ani mai târziu, fizicianul olandez Christiaan Huygens a demontat teoria corpusculară a lui Newton și a propus în schimb teoria luminii, ceea ce a subminat și credibilitatea în ”stelele invizibile (negre)”.

O sută și treizeci de ani mai târziu, Albert Einstein, un fizician emigrat din Germania în SUA, a demonstrat existența găurilor negre. El a publicat Teoria Generală a Relativității – care spune că gravitația nu este o forță, ci rezultatul interacțiunii dintre materie și energie cu curbatura din țesutul spațiu-timp, creată de masă – și cu asta a pus capăt și discuțiilor despre teoria luminii.

Deși Einstein a avut o explicație diferită de cea a lui Michell, el a reabilitat în linii generale ideea englezului despre ceea ce astăzi sunt cunoscute drept găuri negre.

Prima gaură neagră confirmată este Cygnus X-1. Ea a fost descoperită în anul 1971 de către câteva echipe de cercetători, care lucrau independent. În centrul galaxiei noastre, Calea Lactee, se află gaura neagră supermasivă Sagittarius A, în jurul căreia se rotește și Sistemul Solar, cu viteza de peste 225 kilometri pe secundă.