A pap, aki 130 évvel Einstein előtt megjósolta a fekete lyukak létezését

Csaknem 200 évvel azelőtt, hogy a tudósok elfogadták volna a fekete lyukak létezését, egy John Michell nevű brit lelkész meglepően pontosan fogalmazott a láthatatlan objektumokkal kapcsolatban.

De miért nem ismerik jobban az ő munkásságát?

A fekete lyukak létezése sokáig zavarba ejtette a csillagászokat, különösen annak fényében, hogy kiderült, csak a Tejútrendszerben akár 100 millió is lehet belőlük. A 20. század legnagyobb koponyái is évtizedeken keresztül kételkedtek létezésükben, figyelmen kívül hagyva a matematikai előrejelzéseket.

Még maga Albert Einstein sem hitt bennük, akinek saját általános relativitáselmélete is utalt azok létezésére. Volt azonban egy ember, aki már jóval Einstein előtt meg volt győződve az akkor csak “láthatatlan csillagoknak” nevezett objektumokról. Egy John Michell nevű, elfeledett brit lelkész, aki kizárólag a newtoni törvényeket használta, már a 18. században fontos és meglepő módon előre látta ezeket az objektumokat. De ki volt Michell, mit jósolt meg, és miért merültek ötletei többnyire feledésbe?

Michell 1724-ben született egy kis angliai faluban. Apja, Gilbert plébános volt. A fiút otthon taníttatták fiatalabb testvéreivel együtt, és már korán hírnevet szerzett tanulékonyságáról és felfogóképességéről. Russell McCormmach történész szerint apja szívesen idézte a család egyik barátját, aki úgy jellemezte Johnt, mint „a legtisztább elmét, akivel valaha találkozott”.

A család a latitudinárius kereszténységet követte, amely az értelmet hangsúlyozta a túlzott tanokkal szemben, és amely a Cambridge-i Egyetemen, Isaac Newton alatt alakult ki. Éppen ezért, amikor eljött az idő, hogy a fiatal Michell egyetemre menjen, Cambridge-be ment.
Több mint 20 évig maradt az intézmény tagja, és egy másik életrajzírója, Archibald Geikie szerint „előszeretettel építette saját készülékeit”.

Sir Isaac Newton portréja 1689-ből.
Forrás: Wikimedia Commons

Több tudományágban is nagyot alkotott

A BBC beszámolója szerint Michell 1750-ben leírta az inverz négyzetes törvényt, 10 évvel később a földrengések mechanikájáról írt tanulmányt, amelyben mindenkit megelőzve leírta a Föld rétegeit, és bemutatta, hogy a földrengések hullámok formájában hogyan mozognak ezeken a rétegeken keresztül. Illetve rájött, hogyan lehet megbecsülni az 1755-ös katasztrofális lisszaboni földrengés epicentrumát és középpontját, és megvizsgálta azt az elképzelést, hogy a tenger alatti földrengések cunamikat okozhatnak.

Cambridge után vidékre költözött, és plébánosként tevékenykedett, de kapcsolatot tartott a kor számos más természetfilozófusával és értelmiségivel, köztük az amerikai polihisztor Benjamin Franklinnel.

A 21. század szemszögéből nézve meglepőnek tűnhet az az elképzelés, hogy a keresztény egyház egy alkalmazottja a tudományos élet középpontjában áll. De a 18. századi értelmiségiek többségéhez hasonlóan Michell sem tett különbséget vallás és tudomány között.

A távcsövek bevezetése az 1600-as évek elején megkérdőjelezte mindazt, amiről úgy vélték, Isten teremtette. A Michellhez hasonló gondolkodók számára ez a forradalom azonban nem szorította ki Istent, egyszerűen csak megújította a misztériumát: szerinte a vizsgált természeti törvények továbbra is Isten törvényei voltak.

Fekete lyukról készült fantáziarajz. A kép csak illusztráció / Forrás: Pixabay

Nagyon is jó úton járt a fekete lyukakkal kapcsolatban

1783-ban Michell egy olyan tanulmányt tett közzé, amely, bár nem volt népszerű, mégis a legzseniálisabb volt mind közül. A newtoni elveket felhasználva kifejtette, hogyan lehet megállapítani a csillagok sűrűségét azáltal, hogy megfigyeljük, hogyan hat gravitációjuk a hozzájuk közeli testekre. Michell ezután arról beszélt, hogy a fény viselkedését hogyan lehet hasonló célokra felhasználni.

A fény hullám-részecske kettősségét Isaac Newton 80 évvel korábban felvetette, és bár senki sem tudta bizonyítani, Michell idejében ez maradt az uralkodó elmélet. Michell elmagyarázta, hogy a fény gravitáció alatti viselkedése hogyan adhat módot a csillagok sűrűségének kiszámítására, legalábbis elméletileg, különösen akkor, ha egy csillag „elég nagy ahhoz, hogy a belőle kiinduló fény sebességét érzékelhetően befolyásolja”. Bár a jelenlegi felfogás szerint tévedett a gravitációnak a fény sebességére gyakorolt hatásával kapcsolatban, az érvelése megalapozott volt.

Ugyanezen elvek alapján Michell, ezúttal helyesen, arra is következtetett, hogy az is lehetséges, hogy a legnagyobb tömegű égitestek gravitációja teljesen felülírja a saját fénysugarukat. Ahhoz, hogy egy csillag ezt elérje, ugyanolyan sűrűségűnek kellene lennie, mint a Nap, és körülbelül 500-szor akkorának. A fény egy ilyen csillagból kezdetben elszökne, talán a közeli keringő bolygók felé tartva, de Michell szavai szerint „a saját gravitációja miatt visszatérne a csillag felé”.

A fekete lyukak keresésének módját is kifejtette

Úgy gondolta, hogy mivel egy ilyen csillag fénye nem érhetne el hozzánk, „nem lenne vizuális információnk”, de talán mégis képesek lennénk észlelni a láthatatlan csillag gravitációja által okozott szabálytalanságokból, amiket más közeli testek pályáján figyelhetnénk meg, és „ammelyek semmilyen más hipotézis alapján nem lennének megmagyarázhatók”.

Ezek a spekulációk talán a legjobb megközelítést tartalmazzák a fekete lyukak newtoni fizika alapján lehetséges definíciójához, nem is beszélve az azonosításukra szolgáló munkamódszer vázlatáról. Több fekete lyukat is észleltek már a szomszédos csillagok pályáján keresztül, éppen a Michell által javasolt módon. Csak az elmúlt néhány évben sikerült a távcsöves felvételekkel megerősíteni a közvetett bizonyítékokat.

McCormmach szerint a fekete lyukak, vagyis láthatatlan csillagok létezése viszonylag elterjedt elképzelés volt a kor tudósai között. Még ugyanebben az évben, amikor Michell publikálta a tanulmányát, több más csillagász is értekezett a “kihalt csillagokról”. Edward Pigott csillagász 1805-ös munkájában olyan csillagok létezését vetette fel, „amelyek soha nem mutatták fényük egy villanását sem”. Bár nem ismerték ezeket, Pigott elgondolkodott rajta, hogy vajon lehetnek-e ugyanannyian, mint a látható társaik. Franciaországban Pierre-Simon Laplace polihisztor az 1790-es évek végén Michelltől függetlenül népszerűsítette a sötét csillagok gondolatát.

Nem sokkal később azonban új kísérletek erősítették meg azt az elképzelést, hogy a fény hullámokból és nem tömeggel rendelkező részecskékből áll, és kezdett kiesni a divatból az a felvetés, hogy a gravitáció deformálhatja vagy csapdába ejtheti. Michell csillagászati munkássága a feledés homályába merült, és csak a 20. század második felében fedezték fel újra.

Kip Thorne fizikus 1994-es könyvében leírja, mennyivel jobban érdekelték Michellt a fekete lyukak, vagyis a fekete lyukak gondolata kortársainál. Még úgy is, hogy Michell sötét csillagai, bár furcsának hangozhattak, „nem jelentettek fenyegetést a természetről vallott hiedelmekre”, és nem támadták „az anyag állandóságát és stabilitását”, ellentétben a fekete lyukakkal, amelyek „egy helyet jelölnek a téridőben, ahonnan semmi sem tud kiszabadulni”.

Michell 68 éves korában halt meg. Kortársai szerint mindig a saját feje után ment, és talán ez magyarázza halála utáni ismeretlenségét, a szellemi szabadság nevében feláldozta a hatást és a hírnevet.

Érdemes elolvasni:

• A tudósok szerint a Hold sötét zugaiban ott lapul az élet – de vajon mi vittük oda?
• Négy űrturista csapódott a Csendes-óceánba egy magánrepülés után – VIDEÓ
• Egy kutatócsoport szerint egy, a húrelméletet alátámasztó bizonyítékot figyeltek meg