آیا سیاهچاله ها واقعاً سیاهند؟

به همین دلیل است که دانشمندان و منجمان با انجام کاوش های بسیار از گذشته تا حال تنها موفق به کشف بخش کوچکی از رازهای موجود در عالم هستی شده اند و بسیاری از پرسش ها هنوز هم بدون پاسخ مانده اند.

یکی از پدیده هایی که بحث در خصوص آن بسیار زیاد است، سیاهچاله است. سیاهچاله ناحیه‌ای از فضا-زمان است که جرم در آن فشرده شده است. وجود سیاهچاله‌ها در نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین پیش بینی می‌شود. این نظریه پیش بینی می‌کند که یک جرم به اندازه کافی فشرده می‌تواند سبب تغییر شکل و خمیدگی فضا-زمان و تشکیل سیاهچاله شود. پیرامون سیاهچاله به صورت سطحی ریاضی به نام افق رویداد تعریف می‌شود که هیچ چیزی پس از عبور از آن قادر نیست به بیرون برگردد و نقطه بدون بازگشت است. صفت «سیاه» در نام سیاهچاله به این علت است که همه نوری که به افق رویداد آن راه می‌ یابد را به دام می‌اندازد که این دقیقاً مانند مفهوم جسم سیاه در ترمودینامیک است.

استاد فیزیک نظری دانشگاه سنت اندروز معتقد است معماهایی که راجع به سیاهچاله ها وجود دارند، به این زودی ها پاسخی نخواهند داشت زیرا شرایط آزمایشگاهی مناسب برای شبیه سازی این معماها وجود ندارد.

جالب است بدانید که در قرن 18 میلادی ریاضیدانی به نام "پیر-سیمون لاپلاس" برای اولین بار درباره تاثیرات گسترده اجرام کیهانی که بر روی محیط اطرافی خود نیروی گرانشی وارد می کنند توضیحاتی ارایه داد.

به گفته وی نیروی کشش گرانشی در صورتی که توسط جرمی بسیار متراکم به پدیدار شود، می تواند بسیار شدید باشد، قدرتی که حتی نور هم توان فرار از آن را ندارد و این ستاره های تاریک مدل های اولیه سیاهچاله ها بودند. با آغاز قرن بیستم و انتشار نظریه نسبیت عمومی آلبرت انیشتین دانشمندان دریافتند حرکت اجسام در سرعتی بالاتر از سرعت نور امکان پذیر نیست.

یکی از دیگر افراد تاثیرگذار در نظریه سیاهچاله ها رابرت اوپنهایمر آمریکایی است که بیشتر به خاطر نقشی که در هدایت پروژه منهتن – پروژه ای که در نهایت به ساخته شدن اولین بمب اتمی جهان منجر شد – داشته او را می شناسند. او قبل از ورود به حوزه علوم نظامی در زمینه کیهان شناسی مطالعه می کرد و دریافته بود در صورتی که ستاره ها به شدت سنگین شده و به پایان عمر خود برسند، منفجر شده و سیاهچاله ها را به وجود می آورند.

اما یکی از پرسش های رایج در خصوص سیاهچاله ها مربوط به رنگ آن هاست. این که آیا سیاهچاله ها واقعاً سیاه هستند؟

 

 

بر اساس نظریه فیزیکدان مشهور استیون هاوکینگ و شبیه سازی شرایط سیاهچاله ها در محیط آزمایشگاهی که نتایج آن اخیراً منتشر شده، واقعاً این چنین نیست. در دهه 1970 میلادی هاوکینگ دریافت که سیاهچاله ها تحت شرایط خاصی از خود پرتوهایی می تابانند و همین موضوع باعث می شود که رنگ آن ها خیلی هم تیره نباشد. استدلال وی بسیار پیچیده است اما به طور کلی او بر این باور است که هرچه یک سیاهچاله کوچکتر می شود، دمای آن افزایش پیدا می کند. سیاهچاله های داغ کمتر عمر می کنند و قبل از ناپدید شدن پرتوهایی را به اطرافشان ساطع می کنند.

مکانیک کوانتوم نشان داده است که ذراتی از ماده و ضد ماده در سرتاسر جهان به صورت ثابت در حال به وجود آمدن و نابود شدن هستند و به دلیل اینکه حضور همزمان هر دو ذره تاثیر آن ها را خنثی می کند، این رویداد هیچ تاثیری بر جهان ندارد. با این همه در یک سیاهچاله یکی از این دو ذره به شکل پرتو مجال فرار پیدا کرده و دیگری توسط نیروهای قدرتمند گرانشی سیاهچاله به دام می افتند. پدیده ای به نام تابش های هاوکینگی.

بخشی از سیاهچاله که این رویداد در آن رخ می دهد افق رویداد نام دارد، بخشی که به شدت مورد توجه دانشمندان قرار دارد زیرا این نقطه ای است که در آن مکانیک کوانتوم که بر روی ذرات بسیار کوچک تاثیر دارد با نسبیت عمومی که بر سرعت نور متمرکز است برخورد می کند.

اما همان طور که اشاره کردیم، آزمایش هایی هم اخیراً انجام شده که تا حدودی نظریه تابش های سیاهچاله ای را اثبات می کند. با این حال همه دانشمندان آمادگی پذیرفتن بازتاب این آزمایش ها را ندارند زیرا آن ها بر این باورند که هنوز هم لازم است پژوهش های بیشتر و دقیق تری در این باره صورت گیرد تا پاسخ نهایی معمای سیاهچاله ها و تابش هایشان تعیین شود.

آدام هلفر از دانشگاه میسوری معتقد است عبارت تابشهای هاوکینگی بهترین گزینه برای سیاهچاله هایی خاص با میدان گرانشی عظیم به شمار می رود و میان این دو تشابه هایی وجود دارد، اما آزمایش های لابراتواری به همان اندازه که جالب توجه هستند، از قدرت یافتن پاسخ معماهای بزرگی که در زمینه سیاهچاله ها وجود دارد برخوردار نیستند.

 

منبع:تک شات

No tags for this post.