Breaking News!

Οι μαύρες τρύπες είναι από τις πιο εμβριθείς προβλέψεις της θεωρίας της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν. Αν και αρχικά μελετήθηκαν ως απλή μαθηματική συνέπεια της θεωρίας, σύντομα θεωρήθηκαν ως γενικά αποτελέσματα της βαρυτικής κατάρρευσης που αρχικά σχηματίζει έναν γαλαξία. Μαύρη τρύπα ή μέλαινα οπή ονομάζεται το σημείο του χωροχρόνου, στο οποίο οι βαρυτικές δυνάμεις είναι τόσο μεγάλες, ώστε τίποτα -ούτε καν τα σωματίδια και η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία- δεν μπορεί να ξεφεύγει από αυτό. Συγκεκριμένα είναι το σημείο εκείνο του διαστήματος, όπου κάποτε υπήρχε ο πυρήνας ενός γιγάντιου άστρου, ο οποίος, στην τελική φάση της εξέλιξης του, έχασε την πάλη ενάντια στη βαρύτητα, με αποτέλεσμα το υλικό του να καταρρεύσει και να συμπιεστεί πάρα πολύ. Έτσι, πολλοί φυσικοί και αστρονόμοι είχαν υποψιαστεί ότι ο δικός μας γαλαξίας περιστρέφεται γύρω από μια τέτοια μαύρη τρύπα στο κέντρο του. 

Εκατό και πλέον χρόνια από τον Αϊνστάιν, έχουμε την πρώτη εικόνα του αντικειμένου που κρύβεται στο κέντρο του Γαλαξία μας — και πρόκειται όντως για μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα [1]! Γνωστό ως Sagittarius A*, το αντικείμενο έχει τέσσερα εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου μας. Αυτό που βλέπουμε στην Εικόνα 1 είναι μια κεντρική σκοτεινή περιοχή όπου βρίσκεται η τρύπα, η οποία περιβάλλεται από το φως που προέρχεται από υπερθερμασμένο αέριο που επιταχύνεται λόγω τεράστιων βαρυτικών δυνάμεων. Ο δακτύλιος έχει διάμετρο περίπου 60 εκατομμύρια χιλιόμετρα και απέχει 26.000 έτη φωτός από εμάς (ευτυχώς!). Η εικόνα του Sagittarius A* θεωρείται ήδη ένα εκπληκτικό κατόρθωμα, καθώς το να διακρίνει κανείς έναν τέτοιο στόχο απαιτεί απίστευτη ανάλυση.

Η εικόνα δημιουργήθηκε από μια παγκόσμια ερευνητική ομάδα με την ονομασία Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις από ένα παγκόσμιο δίκτυο ραδιοτηλεσκοπίων. Το EHT είναι μια τεχνική που ονομάζεται συμβολομετρία πολύ μεγάλης γραμμής βάσης (Very long baseline interferometry - VLBI) . Επί της ουσίας, η τεχνική συνδυάζει ένα δίκτυο οκτώ ραδιοφωνικών κεραιών τοποθετημένες σε μεγάλη απόσταση μεταξύ τους, ώστε το δίκτυο συνολικά να μιμείται εν τέλει ένα τηλεσκόπιο στο μέγεθος του πλανήτη μας. Tα μέλη της ομάδας EHT έκαναν λόγο για ευκρίνεια όρασης τάξης παρόμοιας με το να μπορούν να δουν ένα κουλούρι στην επιφάνεια της Σελήνης! Πέρα από την ευφυέστατη αυτή προσέγγιση, απαιτήθηκαν ατομικά ρολόγια, έξυπνοι αλγόριθμοι και αμέτρητες ώρες υπολογισμών σε υπερυπολογιστές για να κατασκευαστεί μια εικόνα από πολλά petabyte (1 PB ισούται με ένα εκατομμύριο gigabyte) των συλλεχθέντων δεδομένων. Τα αποτελέσματα της ομάδας EHT Collaboration δημοσιεύτηκαν σε ειδικό τεύχος του περιοδικού The Astrophysical Journal Letters [3].

Και από την εικόνα του απολύτως τίποτα περνάμε στην εικόνα των πάντων! Με μία ημέρα διαφορά, το επιστημονικό περιοδικό Science δημοσίευσε την έρευνα [2] χαρτογράφησης των κυτταρικών τύπων στους ανθρώπινους ιστούς, χωρισμένη σε τρεις εργασίες, μέρος του The Human Cell Atlas. Η χαρτογράφηση, που έγινε μέσω μεταγραφικής αλληλούχισης μεμονωμένων κυττάρων (single-cell transcriptomics), θέτει τα θεμέλια για την κατανόηση του πώς η κυτταρική σύνθεση και η γονιδιακή έκφραση ποικίλλουν σε ένα ανθρώπινο υγιές σώμα αλλά και του τρόπου δράσης των γονιδίων κατά την ασθένεια.

Το πώς τα κύτταρά μας σχηματίζουν διακριτούς ιστούς και αλληλοεπιδρούν μεταξύ τους αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα της Κυτταρικής Βιολογίας. Και ενώ υπάρχουν μελέτες που εστιάζουν σε κάποιο συγκεκριμένο όργανο και περιγράφουν τους διάφορους κυτταρικούς τύπους σε αυτό είτε σε υγιείς είτε σε καταστάσεις ασθενειών, απαιτείται μια συστηματική σύγκριση των κυτταρικών τύπων σε διαφορετικούς ιστούς για να κατανοηθούν τα κοινά και μεταβλητά μεταγραφικά χαρακτηριστικά. Για αυτό ακριβώς η νέα αυτή έρευνα είναι εξαιρετικά σημαντική: παρέδωσε στην επιστημονική κοινότητα τον άτλαντα μεταγραφικής αλληλούχισης μεμονωμένων κυττάρων που καλύπτει περισσότερα από ένα εκατομμύριο κύτταρα, συμπεριλαμβανομένων 500 κυτταρικών τύπων, σε περισσότερους από 30 ανθρώπινους ιστούς!

Οι προηγούμενοι αιώνες στηρίχτηκαν στην παρατήρηση, την καταγραφή και τη θεμελίωση βασικών αρχών που εξηγούν πώς λειτουργεί ο κόσμος γύρω μας, υλικός και άυλος. Όλα αυτά τα στοιχεία αποτελούν σημαντικά εργαλεία της ερευνητικής διαδικασίας ακόμη και σήμερα. Ο αιώνας που διανύουμε, ωστόσο, χαρακτηρίζεται από τη ρηξικέλευθη ανάπτυξη ενός ακόμα στοιχείου. Ο λόγος φυσικά για την τεχνολογία, που ειδικά την τελευταία δεκαετία έχει αλλάξει τα δεδομένα σε όλους τους τομείς, από τα αντικείμενα που χρησιμοποιούμε στην καθημερινή μας ζωή, τον τρόπο που ενημερωνόμαστε και αλληλοεπιδράμε, έως και την ίδια την επιστήμη. Και τα δύο επιτεύγματα που συζητάμε σήμερα στηρίζονται στην ανάπτυξη νέων τεχνολογιών που έδωσαν τη δυνατότητα στο ερευνητικό προσωπικό να κοιτάξουν εκεί που δεν μπόρεσε κανείς άλλος έως τώρα… στην αρχή της ζωής. Είτε ενός οργανισμού είτε ολόκληρου γαλαξία!

Πηγές: [1] Astronomers reveal first image of the black hole at the heart of our galaxy, Event Horizon Telescope (EHT), 12 May 2022 [2] Mapping cell types across human tissues , Science, 13 May 2022 [3] Focus on First Sgr A* Results from the Event Horizon Telescope