شواهدی که نشان می دهد سیاهچاله ها به راستی وجود دارند

بیگ بنگ: یک گروه از ستاره شناسان مدرک نامستقیمی از افق رویداد یک سیاهچاله ی ابرپرجرم یافته اند که اثبات دیگریست بر وجود راستین سیاهچاله ها، این اجرام شگفت انگیز در جهان هستی.

تصویری هنری از یک سیاهچاله

تصویری هنری از یک سیاهچاله

به گزارش بیگ بنگ، پنداشت های دیوانه وار بسیاری در جهان دانش پیدا می شود، اما نظریه ی سیاهچاله ها -اجرامی که آنقدر چگالند که هیچ چیز، حتی نور نمی تواند از چنگ گرانششان بگریزد- به طور قطع در بالای فهرست این پنداشت ها جای می گیرد. اگرچه شواهد برای این اجرام رازگونه قانع کننده است، ولی ۱۰۰% قطعی نیست. از همین رو برخی اخترشناسان همچنان در حال کار و بررسی برای آن هستند که ثابت کنند سیاهچاله ها تنها دستاورد نظریه پردازانی که ریاضیاتشان از آنها دور شده نیست. به گفته ی رامش نارایان از مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین: «هنگامی که پای چیزی به این شگرفی به میان می آید، باید پیش از این که بخواهیم آن را بپذیریم، کار و بررسی سخت تری انجام دهیم.» این دوگانگی دقیقا همترازی میان اندیشه های گزاف و بدگمانی های ستیزه‌جویانه را نشان می دهد که به دانش امکان می دهد به آرامی مسیر پر پیچ و خم رسیدن به حقیقت را بپیماید.

اکنون، یک گروه از دانشمندان از جمله اَوِری برادریک از بنیاد فیزیک نظری پریمتر کانادا، نارایان و چند تن دیگر شواهد دیگری از این اجرام شگفت انگیز یافته اند. این گروه با نگریستن به ژرفای دل مسیه ۸۷(M87)، یک کهکشان بیضی شکل که ابرسیاهچاله ای به جرم ۶ میلیارد برابر خورشید در دل دارد به این شواهد دست یافتند. آنها در دل کهکشان M87 نشانه های نامستقیمی از افق رویداد این هیولا را دیدند: نقطه ی بی بازگشت گرداگرد خود سیاهچاله. این دانشمندان برای جستجویشان از سه رادیو تلسکوپ در کالیفرنیا، آریزونا، و هاوایی بهره گرفتند. این سه تلسکوپ رادیویی بخشی از پروژه ی همچنان رو به گسترشِ “تلسکوپ افق رویداد” یا Event Horizon Telescope هستند. هدف دانشمندان پی بردن به این بود که آیا ابرسیاهچاله ی M87 به راستی یک افق رویداد، که فقط ویژگی یک سیاهچاله است را دارد، یا این که دارای یک سطح است.

هنگامی که ماده به سوی یک جرم سنگین سرازیر می شود، دمایش بالا می رود و جریان های شدیدی از فوتون پرانرژی انتشار می دهد، از همین رو گازهای پیرامون جسم سنگین می بایست بی‌اندازه درخشان باشند. اما بسته به این که جرم سنگین ما دارای یک سطح باشد یا یک افق رویداد، تفاوت چشمگیری در درخشش هایش وجود خواهد داشت. یکی از نویسندگان پژوهش به نام جان کورمندی از دانشگاه آستین تگزاس می گوید: «اگر جرم سنگین دارای یک سطح باشد، موادی که به سویش کشیده می شوند بر روی سطحش می ریزند.» این ریخته شدن و برخورد به سطح باعث می شود مواد باز هم داغ تر شده و بیشتر بدرخشند. ولی اگر سطحی در کار نباشد -مانند افق رویداد- در آن صورت از چشم انداز ما، مواد سرانجام ناپدید می شوند و دیگر نمی توانند به درخشش ادامه دهند.

کهکشان بیضی شکل M87 که ابرسیاهچاله ای با یک فواره ی غول آسا در دلش جای دارد.

کهکشان بیضی شکل M87 که ابرسیاهچاله ای با یک فواره ی غول آسا در دلش جای دارد.

بنابراین جرمی که دارای یک افق رویداد است می بایست تیره تر از جرمی به همان سنگینی ولی با یک سطح باشد. با این پنداشت، چند گام بعدی به نسبت سر راست (ولی نه چندان ساده) خواهد بود. این گروه نخست مقدار ماده ای که به سوی ابرسیاهچاله ی کهکشان M87 سرازیر می شود را اندازه گرفتند. در گام دوم، درخشش قابل تصور برای جرمی که یک سطح دارد را برآورد کردند و به اندازه ی حدود ۱۰۰ میلیارد برابر درخشش ِ خورشید رسیدند. سوم، بررسی کردند که آیا مشاهداتشان با این درخشش برآورد شده سازگار هست یا نه. اگر بود، پس این جرم یک سطح دارد و اگر نبود، پس به احتمال بسیار دارای یک افق رویداد است.

آنان دریافتند که جرم مرکز کهکشان M87 تیره تر از درخشش قابل تصور برای جرمی با یک سطح است (به اندازه ی دستکم چند برابر). “کورمندی” می گوید: «بنابراین ما نتیجه گرفتیم که این مواد دارد به درون یک افق رویداد کشیده می شود و نوری که گسیل می شود بسیار کمتر از چیزیست که اگر به یک سطح می خورد از آن انتشار می یافت.»

سیاهچاله اثبات شد؟ هنوز نه کاملا. اگرچه شمار اخترشناسانی که به وجود سیاهچاله ها شک دارند بسیار اندک است، اما یافته های این پژوهش یک مورد دیگر به فهرست بلند شواهدی که نشان می دهد براستی سیاهچاله ها در کیهان وجود دارند، می افزاید. در پژوهش های دیگری هم که روی سیاهچاله های ستاره‌وار و ابرسیاهچاله ی مرکز کهکشان راه شیری انجام شده بود، شواهدی از وجود یک سطح دیده نشده بود. بررسی تازه ای که روی ابرسیاهچاله ی M87 انجام شده، فهرست سطح های نداشته ی سیاهچاله های بزرگ در ورای کهکشانمان را بلندتر می کند.

این واپسین میخ بر تابوت نیست؛ این دانشمندان منتقدان خود هستند. نارایان می گوید: «من نخستین کسی هستم که می گوید این یافته کاملا دور از خطا نیست. این مانند آنست که ثابت کنیم خلاف چیزی نادرست است، پس بگوییم درست بودنش اثبات شده. ما داریم ثابت می کنیم که سطحی وجود ندارد و از آن نتیجه می گیریم که باید یک افق رویداد وجود داشته باشد. این گام منطقی ۱۰۰% امن و اطمینان بخش نیست.» میخ بعدی زمانی بر تابوت کوبیده خواهد شد که پروژه ی “تلسکوپ افق رویداد” کامل شود. آنتن های این تلسکوپ در چند سال آینده از جنوبگان تا آمریکای شمالی گسترده خواهند شد و یک تک تلسکوپ به بزرگی زمین پدید خواهند آورد که به ژرفای پوشش گاز و غباری که ابرسیاهچاله ها را در بر گرفته نفوذ خواهد کرد و از خود افق رویداد عکس خواهد گرفت. جزئیات بیشتر این پژوهش در arxiv منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: skyandtelescope ، برگردان:۱star-7skies

image_pdfimage_print
(14 نفر , میانگین : 4٫93 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=28569
تحریریه‌ی بیگ بنگ

تحریریه‌ی بیگ بنگ

وب سایت بیگ بنگ یک سایت علمی، تحقیقاتی میباشد که توسط تعدادی از علاقمندان به علم و دانش اداره می شود. این سایت از اواخر سال 1390 تاکنون به فعالیت خود در این حوزه ادامه داده است.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *