چگونه یک سیاهچاله تبخیر می شود؟

بیگ بنگ: هیچ چیز تا ابد دوام نمی آورد، حتی سیاهچاله ها؛ بر طبق گفته های استیون هاوکینگ سیاهچاله ها بعد از مدتی تبخیر می شوند، اما دقیقا چه اتفاقی برای آنها رخ می دهد؟

blackholeبه گزارش بیگ بنگ، نظریه ی کوانتومی پیشنهاد می کند که ذرات مجازی در جهان هستی تمام مدت وجود دارند. بنابراین زمانی که یک ماده به پادماده اش نزدیک می شود با هم ترکیب می شوند و از بین می روند. هنگامی که این اتفاق در نزدیکی افق رویداد سیاهچاله می افتد، اتفاقات عجیبی رخ می دهد، به جای آنکه دو ذره موجود با برخورد به هم، یکدیگر را نابود کنند، ذراتی می توانند به سیاه چاله سقوط کنند، و ذرات دیگر به فضا پرتاب می شوند. بر طبق این نظریه در طول یک دوره ی زمانی گسترده، فرار ذرات باعث می شود که سیاهچاله تبخیر شود.

صبر کنید، اگر این ذرات مجازی به درون سیاهچاله ها سقوط می کنند، نباید بزرگ و پرجرم شوند؟ چه چیزی سبب می شود تا تبخیر شوند؟ از نگاه ناظر بیرونی که به افق رویداد سیاهچاله می نگرد، به نظر می رسد درخششی از تابش در سیاهچاله وجود دارد. اگر سیاهچاله تابش نمی کرد قانون ترمودینامیک را نقض می کرد که در آن انرژی نه می تواند به وجود بیایید و نه از بین برود، در حالی که سیاهچاله از خود تابش ساطع می کند و نیاز دارد تا اندکی از جرم خود را از دست دهد.

جرم بیشتر باعث ِ درجه حرارت کمتر می شود در حالی که دمای آن هنوز صفر نیست. از حالا تا آینده، درجه حرارت بزرگترین سیاهچاله، سردتر از درجه حرارت تابش پس زمینه ی کیهانی(CMB) است. تابش پس زمینه ی کیهانی درون سیاهچاله سقوط خواهد کرد و جرم آن را افزایش می دهد، سپس به آرامی سیاهچاله، اشعه ی گرمی از خود ساطع می کند و جرم را بصورت انرژی به فضا پرتاب می کند. میزان این تابش بستگی به جرم سیاهچاله دارد، برای مثال ممکن است تبخیر کامل یک سیاهچاله ۶۷^۱۰ سال طول بکشد؛ برای سیاهچاله های مرکز کهکشان راه شیری نیز به نظر می رسد ۱۰۰^۱۰ سال طول بکشد.

Hawking_andEventHorizon2-150این عدد بسیار بزرگ است، اما هنوز کمتر از بی نهایت است. حتی سیاهچاله ها که طولانی ترین عمر را در میان اجرام کیهانی دارند نیز در نهایت به انرژی تبدیل خواهند شد. شتاب دهنده بزرگ هادرونی ممکن است قادر به تولید یک سیاهچاله میکروسکوپی در کثری از ثانیه و ناپدید کردن آن با یک انفجار از تابش هاوکینگ باشد. اگر محققان آن را پیدا کنند، هاوکینگ خوش اقبال ترین فیزیکدان جهان می شود. هیچ چیز ابدی نیست، حتی سیاهچاله، بعد از طولانی ترین زمان مطمئن باشید که سیاهچاله ها تبخیر می شوند و تنها راه نشستن و نظاره کردن آنهاست و شاید هم این تنها راه نباشد. شما هم نظر علمی تان را پیرامون این اجرام شگفت انگیز کیهانی بیان نمایید؟

توضیحات مترجم: بنا به نظریه ی تابش هاوکینگ یک سیاهچاله می تواند به علت تبخیر کوانتومی کوچکتر و کوچکتر شده و در نهایت از بین برود، تابش هاوکینگ جزء معدود ایده های پیشنهاد شده درباره ی مرگ سیاهچاله ها است که توسط استیون هاوکینگ بزرگترین فیزیکدان زنده جهان پیشنهاد شده است و در صورتی که در زمان حیات یا پس از مرگ هاوکینگ اثبات شود، استیون هاوکینگ موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیک خواهد شد، اما بعلت اینکه هنوز اثبات نشده، بعنوان یک فرضیه باقی مانده است. استیون هاوکینگ با استفاده از فرمول معروف اینشتین، E=MC2 این ایده را پیشنهاد می کند که هنگامی که انرژی سیاهچاله کمتر می شود، در نتیجه به تبع جرم آن نیز کمتر و کمتر می شود و در نهایت از بین می رود.

مترجم: رامین فخاری / سایت علمی بیگ بنگ – منبع : universetoday.com

image_pdfimage_print
(25 نفر , میانگین : 4٫64 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=27594

رامین فخاری

نویسنده این مطلب: رامین فخاری، دانشجوی کارشناسی برق و قدرت، علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، زیست شناسی و تاریخ معاصر می باشد و به عنوان نویسنده در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

۵ پاسخ‌ها

  1. باسقوط کردن ذرات درافق رویدادوبعدتابش شدن ذرات شایدبتوان بااین روش امیدی به سفردرزمان یا سفربه جهان های موازی راداشته باشیم.شایدآن طرف سیاهچاله چیزی منتظرماست!!

  2. nima گفت:

    بعد از ارائه نسبیت عام، فکر کنم شوارتس شیلد اولین کسی بود که این بحثو به این شکل شروع کرد و داستان سیاهچاله ها هم از اونجا شروع شد چون اگه این شعاع از حدی کوچک تر بشه عملا سیاهچاله بوجود میاد. البته قبلا حساب شده بود که اگر گرانش به قدر کافی قوی باشه که سرعت فرار از گرانش از سرعت نور بیشتر باشه دیگه نور نمیتونه از دست اون فرار کنه ولی خوب این حساب قبل از ارایه نسبیت و مشکل حد نداشتن سرعت بر اساس قوانین نیوتون بود. اما حالا میدونیم که وقتی نور نتونه فرار بکنه دیگه هیچ چیزی نمیتونه از سیاه چاله فرار بکنه تا ادامه بحث که به چاندراخار و هاوکینگ میرسه.

    ولی به نظرم کوانتوم و نسبیت با اینکه با هم انچنان سازگار و قابل قفل شدن نیستند بحث های مشترک بین اونها مثل همین سیاه چاله ها که فلسفه پشت اونها نیروی گرانش که مهم ترین عامل عدم سازگاری این دونظریه هست میتونه خیلی جالب باشه.
    به نظر من فیزیک در دل سیاهچاله ها نقض نمیشه، بلکه درون سیاهچاله ها هم از قوانینی تبعیت میشه که اونها هم بخشی از علم فیزیک واقعی هستند هرچند که الان ناشناخته هستند. منظورم اینه که در نظریه کوانتوم اساس گرانش ذره ای به اسم گراویتون هست که در حال حاظر هیچ توضیحی منطقی و واضحی برای سیاهچاله ها بر طبق اون نیست ولی نظریه نسبیت به صورت دیدی بزرگ و کلی بدون توجه به این ریزه کاری ها اونو تایید کرده. هرچند نظریه ریسمان ها کارهای خوبی از پیش برده ولی فعلا باید هرچی توضیح داریم رو روی کوانتوم پیاده کنیم و هنوز وقت سویچ کردن به نظریه ریسمان ها نرسیده، یعنی باید مثل فیزیک نیوتونی عملا به نقطه تغییر فاز برسیم بعد. فکر کنم در سیاه چاله ها تنها نیرویی که زنده هست گرانشه چون بقیه نیرو ها قاعدتا باید ماهیتشون از بین بره، منظورم اینه که اون سه انرژی دیگه عملا در عمل هم به هم تبدیل شدن و معلوم شده ذات یکسانی دارند، تنها انرژی که ظاهرا ذات متفاوتی داره گرانشه ولی خوب گرانش خودش بر اساس مفهوم جرم بیان میشه که جرم هم باید همراه اون انرژی هسته ای ضعیف و قوی باشه تا بتونه خودش رو حفظ کنه و اگه اینطور باشه الکترومغناطیس هم خود به خود بهشون اضافه میشه، این پارادوکس رو باید چیکار کنیم؟

  3. جمشید گفت:

    درود
    رو نظر هاوکینگ نمیشه نظر علمی آورد. امیدوارم در زمان حیات نوبل رو ببره

  4. reza گفت:

    در اطراف سیاهچاله دو ذره با بار مخالف بوجود می آیند(فوتون و گراویتون)
    یکی از این ذرات به داخل کشیده میشود دیگری فرار میکند
    سوال من اینه که آیا ذره ای که فرار میکند جرم ندارد یا بار الکتریکی ندارد(چون بعضیسیاه چاله ها بدون بار هستند)
    دوم اینکه لازم نیست که قانون ترمودینامیک حتما در تمام لحظات اجرا شود
    سیاهچاله میتواند تا جایی که به انفجارش ناشی از بزرگ شدن و گرم شدن به صورت ایزوله باقی بماند و تابش نکند و گرما از دست ندهد؟
    سوم این تابش چرا دوباره جذب سیاهچاله نمیشود مگر فوتون ها جرم ندارند؟

    • آرین طباطبایی گفت:

      در مورد سوال آخرتون,
      ببینید طبق نظریه مکانیک کوانتوم, نوسانات کوانتومی در بافت فظا باع بوجود آمدن زوج ذره ها و پادذره هایی میشن. وقتی این نوسان درست روی افق رویداد رخ بده و فرضا یکیشون به سمت داخل افق در حال حرکت باشه و دیگری در جهت عکس, در یک لحظه یکیشون به داخل سیاهچاله کشیده میشه و دیگری چون در فاصله مناسبی (بهاندازه کفای دور) از سیاهچاله قرار داره فرار میکنه و چون زوجش وجود نداره پس نمیتونه به اون برخورد کنه و از بین بره. پس عملا مثل این میمونه که سیاهچاله در حال تابش از افق رویدادش هستش.

پاسخ دهید

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