گریز به ابر فضا ( قسمت پنجم )

بیگ بنگ: در قسمت پیشین با “قدم سوم: ارسال یک کاوشگر به درون سیاهچاله آشنا شدیم، گفتیم یک تمدن که در آرزوی ترک جهان است، باید بتواند برای شناخت بیشتر سیاهچاله ها که احتمالا یک پل میانبر به جهان دیگر هستند، یک فضاپیما را به درون سیاهچاله ارسال کند، اما این کار با خطرات عمده ای روبرو است، امروز می توانید با قدم چهارم آشنا شوید.

44554

قدم چهارم: ساخت یک سیاهچاله به صورت حرکت آهسته

به گزارش بیگ بنگ، وقتی با استفاده از کاوشگر مشخصات سیاهچاله در نزدیکی افق رویداد آن معلوم شد، قدم بعدی احتمالا ساخت یک سیاهچاله به صورت حرکت آهسته برای اهداف آزمایشگاهی خواهد بود. احتمالا تمدنی پیشرفته تلاش خواهد کرد تا نتایج پیش بینی شده در مقاله اینشتین را به دست آورد – اینکه سیاهچاله ها هرگز نمی توانند از ذرات و غبار در حال چرخش ایجاد شوند. اینشتین سعی کرد نشان دهد که مجموعه ای از ذرات چرخان، به خودی خود به  شعاع شوارتزشیلد(۱) دست نمی یابند ( و بنایراین امکان شکل گیری سیاهچاله از این طریق غیر ممکن است. ) اجرام در حال چرخش، به خودی خود متراکم نمی شوند و در نتیجه سیاهچاله نمی سازند. اما این مکان وجود دارد که بطور مصنوعی ماده و انرژی جدیدی را به آهستگی به درون سیستم در حال چرخش تزریق کرده و به این ترتیب باعث شد که ماده به تدریج از شعاع شوارتزشیلد عبور کند. یک تمدن با استفاده از این روش می تواند شکل گیری سیاهچاله ای را بصورت کنترل شده انجام دهد.

بعنوان مثال تمدن پیشرفته ای را در نظر بگیرید که مجموعه ای از ستاره های نوترونی را در کنترل و تصرف خود دارد. فرض کنید این ستاره های نوترونی در حدود ابعاد شهر منهتن بوده، اما جرم آنها بیشتر از جرم خورشید ما باشد. فرض کنید مجموعه در حال چرخشی از این ستاره ها شکل گرفته باشد. به تدریج گرانش، این ستاره ها را به یکدیگر نزدیک می کند. اما همانطور که اینشتین نشان داده است، هیچ گاه به شعاع شوارتزشیلد نخواهد رسید. در این نقطه، دانشمندان تمدن پیشرفته به دقت ستاره های نوترونی جدیدی را به این ترکیب تزریق می کنند. این کار تعادل را بر هم زده و باعث می شود که این جرم در حال چرخش از مواد نوترونی، به شعاع شوارتسشیلد فرو بریزد. در نتیجه مجموعه ستارگان به حلقه ای چرخان، به نام سیاهچاله تبدیل می شوند. چنین تمدنی با کنترل سرغت و قطر ستاره های نوترونی مختلف می تواند سیاهچاله را وادار کند تا با سرعت دلخواه باز شود.

Neutron star black hole

در حالت دیگری، ممکن است تمدن پیشرفته ای ستاره های نوترونی کوچک را با هم یکی کرده تا به ابعاد سه برابر جرم خورشیدی برسند؛ این ابعاد با دقت کمی برابر با حد چاندراسخار (۲) برای ستاره های نوترونی است. پس از این حد، ستاره نوترونی به واسطه گرانش خود از درون منفجر شده و به سیاهچاله تبدیل می شود. این تمدن پیشرفته باید مراقب باشد که ساخت سیاهچاله به این ترتیب منجر به ایجاد انفجار شبه ابر نواختری نشود. تراکمی که به ایجاد سیاهچاله منجر می شود باید به دقت و آهستگی صورت پذیرد. البته برای هر کسی که از افق رویداد عبور می کند شکی وجود ندارد که سفری بی بازگشت را در پیش گرفته است. اما برای تمدنی پیشرفته که با نابودی مسلم مواجه است، انجام سفری بی بازگشت ممکن است تنها راه موجود باشد. این بار هم مشکل تابش حین عبور از افق رویداد وجود دارد. پرتوهای نوری که ما را همراهی می کنند، در هنگام عبور از افق رویداد، با افزایش فرکانس، پر انرژی می گردند. این خود منجر به ایجاد رگباری از تابش می شود که برای فضانورد در حال عبور از افق رویداد، مرگبار است.

بنابراین تمدن پیشرفته ناچار است مقدار دقیق این تابش را محاسبه کرده و محفظه های مناسبی برای جلوگیری از اثرات آن بر روی فضانورد تهیه کند. در آخر، مشکل پایداری وجود دارد: آیا کرمچاله موجود در مرکز حلقه سیاهچاله، به اندازه ی کافی پایدار هست تا بتوان بطور کامل از میان آن عبور کرد؟ از آنجا که ناچاریم از نظریه کوانتومی گرانش برای انجام محاسبات مناسب استفاده کنیم، ریاضیات این پرسش کاملا مشخص نیست. ممکن است اینطور بدست آید که حلقه مرکزی سیاهچاله، هنگامی که ماده به درون آن سقوط می کند، تنها تحت شرایط مشخص بسیار محدودی، پایدار باشد. این مسئله باید با استفاده از ریاضیات گرانش کوانتومی و آزمایش های انجام گرفته بر روی خود سیاهچاله به دقت پاسخ داده شود. بطور خلاصه، عبور از میان سیاهچاله بدون شک سفری بسیار مشکل و پر مخاطره خواهد بود. تا زمانی که آزمایش های گسترده و محاسبات مربوط به تمام تصحیحات کوانتومی انجام نگرفته باشد، بطور نظری نمی توان این احتمال را رد کرد. در قسمت بعد ” قدم پنجم: ساخت جهان نوزاد” را ارزیابی می کنیم.

ادامه دارد »»»

پی نوشت:

۱- شعاع شوارتزشیلد (Schwarzschild radius)  شعاعی است که بر طبق معادلات متریک برای سیاهچاله ها تعیین می‌شود. شعاع شوارتزیلد نام شعاعی در فیزیک است که تمام اجسامی که در آن وارد می‌شوند در یک نقطه جمع می‌شوند، به این نقطه افق رویداد نیز گفته می‌شود.

۲- حد چاندراسکار( Chandrasekhar limit) نام حدی در نجوم است که وضعیت ستاره بعد از انفجار را مشخص می‌کند به طوری که اگر جرم هسته ستاره بعد از انفجار از حد چاندراسکار کمتر بود هسته ستاره به کوتوله سفید تغییر می‌کند(خورشید در این دسته جای می‌گیرد) و اگر بیشتر بود هسته ستاره ستاره نوترونی یا سیاه‌چاله می‌گردد.

به قلم میچیو کاکو – جهان های موازی

image_pdfimage_print
(14 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=16682

سمیر الله وردی

کارشناس عمران، علاقمند به نجوم، کیهان شناسی، فیزیک و تکنولوژی های جدید می باشد و بعنوان نویسنده علمی- نجومی در وب سایت بیگ بنگ فعالیت می کند.

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

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