بیگ بنگ: سیاهچاله ناحیه ای از فضا-زمان است که جرم در آن فشرده شده است، اما اگر با یک فضاپیما به داخل سیاهچاله سفر کنید، چه خواهید دید؟ محققی بنام مارکوس وو به دنبال پاسخ این سوال رفته است.

p02qfk4lچیزی در مورد «سیاهچاله ها» وجود دارد که توجه شما را به خود جلب می کند، درست است! گرانش سیاهچاله آن قدر زیاد است که حتی نور نیز نمی تواند از آن فرار کند. اما چیز دیگری هم در مورد آن وجود دارد؛ چیزی که به کمی تامل نیاز دارد. شاید آن مورد همان تاریکی سیاهچاله ها باشد. تاریکیِ مطلق و البته مرموزی که تمرکز شما را به درون خود جذب می کند و حتی شما را کنجکاو می کند تا کمی نزدیک تر بیایید.

سفر به اعماق سیاهچاله ها سفری یک طرفه است، پس نیازی نیست نگران بلیت برگشت باشید! همین که از «افق رویداد» یعنی همان جایی که نور اجازه گریز ندارد عبور کنید، دیگر راه برگشتی ندارید. به احتمال فراوان، شما مرگی دردناک را تجربه خواهید کرد. اگر تا این جای کار نترسیده اید، بهتر است با هم به سراغ ماجراجویی یک سیاهچاله برویم.

زمانی که سوخت یک ستاره بزرگ تهی می شود، آن ستاره در خود رمبش می کند و به یک سیاهچاله تبدیل می شود. تنها ستاره هایی می توانند به سیاهچاله تبدیل شوند که جرمی حداقل 25 برابر خورشید داشته باشند. به عبارتی دیگر، از هر هزار ستاره در کهکشان تنها یک ستاره قابلیت تبدیل شدن به سیاهچاله را دارد. کهکشان راه شیری حداقل 100 میلیارد ستاره دارد که با یک حساب سرانگشتی متوجه می شویم که 100 میلیون سیاهچاله بالقوه در راه شیری وجود دارد.

اما نباید فراموش کنید که فضا خیلی بزرگ است. حتی اگر شما با سرعت نور هم حرکت کنید، چندین هزار سال طول می کشد تا به نزدیک ترین سیاهچاله برسید. حتی اگر فرض کنیم که شما متخصص سفرهای بین ستاره ای هستید و از طریق «کرمچاله» یا «حرکت مافوق نور» به یکی از همین سیاهچاله ها برسید. چه چیزی خواهید دید؟

گشتی در سیاهچاله

کار خاصی نیست. یک سیاهچاله ی تنها کاملا سیاه است! اگر در آن بچرخید، متوجه خواهید شد که کروی است و اصلا شبیه سیاهچاله های مسطح کارتون «رودرانر یا میگ میگ» نیست. اگر هم بچرخد (که احتمالا هم می چرخد، چون هر چیزی در جهان با درجه ای خاص می چرخد)، نتیجه می گیریم که میانه این کره کمی کشیده تر است و با یک کره کامل متفاوت است.

p02qfk2dبرای اینکه بحث خیلی هم خشک و علمی نشود، به مرکز کهکشان راه شیریِ خودمان می رویم. جایی که یک «سیاهچاله کلان جرم» با اندازه تقریبی چهار میلیون برابر جرم خورشید وجود دارد. گرانش سیاهچاله میزان زیادی گاز و غبار فضایی را به خود جذب کرده است که به صورت یک دیسک حرکتی مارپیچی دارد. همزمان با تحلیل رفتن مواد، دمای حاصل از گرمای اصطکاک تا میلیاردها درجه بالا رفته و تابش زیادی در پی آن تولید می شود. علاوه بر آن، ذرات باردار و انرژی نیز از آن به بیرون جاری می شود.

این دیسک نمایی زیبا خواهد داشت که البته نمی توان آن را مستقیم از درون سیاهچاله مشاهده کرد، زیرا گازها و غبار فضایی آن را پوشانده است. اما می توانید ببینید که چگونه گرانش سیاه چاله نور اطراف را خم می کند. در واقع سیاهچاله با این کار اثر بصری خود را بر روی مواد اطراف می گذارد و «سایه سیاهچاله ای» را به وجود می آورد. گرانش نیز آن سایه را منحرف می کند و کاری می کند که پنج برابر سیاهچاله اصلی به نظر برسد.

در حالت عادی نور در خط های مستقیم حرکت می کند، به شکلی که فوتون ها به سمت جلو پیش می روند. اما در نزدیکی سیاه چاله، گرانش قوی فوتون ها را به سمت خود می کشد. فوتون ها نیز بالاجبار به دور آن می چرخند. برخی از آن فوتون ها می توانند فرار کنند و به چشمان ما (تلسکوپ ها) برسند. چیزی که ما می بینیم، حلقه ای روشن است که هم مرز با سایه است. بخش میانی دیسک متشکل از مواد نیز با سرعتی نزدیک به سرعت نور به دور سیاه چاله می چرخد. بنا به نظریه نسبیت اینشتین، اگر یک دیدنی های امروز دیدنی های روزانه – نوری به سمت شما حرکت کند، روشن تر به نظر می رسد. بنابراین ممکن است قسمت هایی از آن دیسک برای شما روشن تر به نظر برسد.

زیبایی بی حد و حصر

از آنجایی که نمی توان مستقیم سیاهچاله را دید، پس حتما سایه ی آن را همراه با هلال و حلقه ی روشن دور آن خواهید دید. برخی از دانشمندان می گویند که ممکن است به دلیل خروج گازها، غبار فضایی و ذرات باردار از زیبایی این تصویر کمی کاسته شود. اما برخی دیگر می گویند که تاثیری ندارد. ستاره شناسان به ترکیب کردن 11 تلسکوپ قدرتمند که در حال حاضر روی زمین وجود دارد، قصد دارند تا برای اولین بار یک تلسکوپ غول پیکر بسازند تا برای اولین بار موفق به دیدن سیاهچاله شوند.

p02qffhqاین تلسکوپ عظیم که تجهیزات مرتبط با آن از قطب جنوب تا شیلی پخش شده «تلسکوپ افق رویداد» نام دارد و داده های حجیم آن توسط ابررایانه ها پردازش خواهد شد. “شِپ دوِلمان” ستاره شناس دانشگاه MIT می گوید: «آن تلسکوپ به ما امکان بزرگنمایی را می دهد که تاکنون در طول تاریخ بی سابقه بوده است. پیدا کردن پاسخ سایه سیاهچاله از زمین مثل این است که یک پرتقال را روی ماه شناسایی کنید.»

مراقب باشید تجزیه نشوید!

تا بهار امسال هفت تلسکوپ آماده شده است. ” شِپ” امیدوار است که تا سال 2017 همه آن تلسکوپ ها آماده شوند تا مردم بتوانند بطور مستقیم سیاهچاله ها را مشاهده کنند. در واقع، مشاهده آن واقع سر و صدا خواهد کرد، زیرا هیچ مدرکی تاکنون مستقیما وجود سیاهچاله ها را اثبات نکرده است. تمام مدارک و شواهدی که تاکنون یافت شده غیرمستقیم بوده است، برای نمونه تاثیر گرانشی سیاهچاله بر ستاره های اطراف نشان داده شده است. از این طریق فیزیکدانان می توانند رخدادهای سیاهچاله ها را بررسی و نظریه گرانشی اینشتین را مورد سنجش واقعی قرار دهند.

با این حال، دیدن یک منظره شاید کافی به نظر نرسد و شما هنوز هم بخواهید درون آن بروید، اما متاسفانه فیزیکدانان دقیقا نمی دانند چه اتفاقی رخ خواهد داد. فرضیه متداول این است که «اسپاگتی سازی» یا «اثر نودلی» اتفاق می افتد. اما معنای آن چیست؟ اگر شما با اول با پا وارد سیاهچاله شوید، سنگینی آن بیشتر از سر شما خواهد بود. به عبارت بهتر، میزان گرانش در پا بیشتر از سر خواهد بود. این اختلاف پیوسته بزرگ و بزرگ تر خواهد شد تا شما تجزیه شوید! این کِشندگی گرانشی به سرعت تمام سلول ها، مولکول ها و اتم های بدن شما را متلاشی خواهد کرد.

آیا افق رویداد می تواند یک دیواره آتشین غول پیکر باشد؟
آیا افق رویداد می تواند یک دیواره آتشین غول پیکر باشد؟

 

علم ریاضی اینجا به کمک ما می آید. اگر سیاه چاله نسبتا کوچک باشد، اسپاگتی سازی خیلی قبل تر از عبور از افق رویداد رخ خواهد داد. یادتان نرود که افق رویداد همان جایی بود که نور دیگر امکان فرار نداشت. اما اگر سیاهچاله خیلی بزرگ باشد، به این معنا که چندین میلیارد برابر خورشید باشد، شما می توانید به سلامت از افق رویداد عبور کنید و اسپاگتی سازی با تاخیر انجام خواهد شد.

اما در سال 2012، زمانی که جان پولشینسکی و فیزیکدانان دیگر بر روی این مسئله کار می کردند که آیا اطلاعات درون سیاهچاله برای همیشه از بین خواهد رفت یا خیر، متوجه شدند که سرنوشتی دیگر نیز محتمل است. آنها گفتند که براساس مکانیک کوانتوم، افق رویداد به یک دیواره آتشین تبدیل خواهد شد و زمانی که شما از آن عبور می کنید به خاکستر تبدیل خواهید شد. بنابراین اصلا فرصت اسپاگتی سازی برای شما به وجود نخواهد آمد.

اما برخی از فیزیکدانان دیگر با این نظر موافق نبودند. بنا به اصل اول نظریه نسبیت اینشتین، شخصی که به درون افق رویداد می افتد نباید چیزی متفاوت از «شناور بودن در فضا» را احساس کند. ولی دیواره آتشین «اصل هم ارزی» را نقض می کند. به همین دلیل، فیزیکدانان هنوز اتفاق نظر بر سر این مسئله نداشته و نظرات را یکی یکی بررسی می کنند.

برای اطلاعات بیشتر کتاب: سیاهچاله ها از رویا تا واقعیت را بخوانید.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: BBC ، برگردان: فرادید

دیدگاهتان را بنویسید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

20 دیدگاه

  1. یک سوال داشتم اگه تناوبی مهکم به موشکی وصل باشد و قسمت دیگه برود در سیاه چاله و در بیاد بعد ممکن تناب سالم باشد؟

  2. سیاهچاله ها از تموم شدن انرژی انفجار ایجاد میشن.. خب میگید انرژی گرایشی و انفجار باعث میشن ستاره زنده بمونه اما بعد از تموم شدن انژی انفجاری ستاره به خودش فرو میریزه. میخوام بدونم در مورد سیاره ها در مقابل انرژی انفجاری چی باعث فرو نرفتن سیاره توسط انرژی گرانشی خودش میشه؟ یعنی یه سیاره انرژی گرانشی کمی نسبت به ستاره داره؟ یزمانی ما فکر میکردیم ستاره ها ساکنن اما الان خوندم که اینطور نیست پس مرگ یه سیاره را برام کمی توضیح بدید و اینکه راجب یک سیاه چاله ..خیلیا فکر میکنن کرم چاله های زمانی هستند یا …. اگه جسمی درون اون کش بیاد میتونه بخاطر دمای مناسب و کشش اون سیاهچاله باشه. وقتی به تخیل و اتفاقات اطرافم فکر میکنم. یه جسم زمانی کش میاد که هم گرم شده باشه هم نیروی جاذبه و کشش فراوان و تجربه کرده باشه و این اینکه منفجرشه یعنی قدرت دما بیشتر از کشش سیاه چاله باشه. اگه سیاهچاله بتونه سرعت نور و بشکنه پس حتما نیروی کشش سیاه چاله ها فوق العاده اند و بحث بعدی اینکه این همه انرژی در یک نقطه جمعشه باعث چه اتفاقی میشه. انگار یه قول و داخل یه چراغ جادو حبس کنن. یا اینکه خروجی انرژی وجود داشته باشه. یا اینکه این سیاه چاله ها نابودگران انرژی و ماده اند و همه چی و به هیچ تبدیل میکنند. در غیر اینصورت باید منتظر یه انفجار دیگه بود. سیاه چاله ها از نظر من به این دلیل سیاه دیده میشوند که حجم متراکم شده نور و ماده اند که با طول موج چشم تلسکوپ و دید ما سیاه دیده میشوند مثه منشوری که نور سفید تولید میکنه از هفت رنگ… رنگ سیاه بخاطر نور فوق زیاد ه با طول موج غیرقابل رویت چشم ما… .نمیدونم اینا یه حدسه.

  3. میشه بگید اگه یکی رو بذارم تو سیاه چاله و یکی رو توی زمین . بعد خارج از این ها یه کرند متر رو بذارم تا بعد یکسال زنگ بزنه و اون دو تا پرتاب میان بیرون . تو مقایسه مرحله بعد کدوم پیر تره و هر کدوم چند سال دارن

  4. یه سوال برام پیش اومده شاید خنده دار باشه.
    ایا با وارد شدن به سیاه چاله میتونیم این قانون رو
    که زمان هرگز به عقب باز نمیگردد رو بشکنیم یا به اینده بریم؟؟؟

  5. به نظر من میشه از سیاهچاله ردشد هرچیزی که جاذبه داره هسته هم داره واحتمالا به خاطر گرانش وحشتناک هسته خیلی ریز باشه اگه بتونیم از نیروی خودش برای عبور ازش استفاده کنیم شاید بشه ازش عبور کرد فقط کاری که باید کنیم اینه که محل اتصال همه محور های اون رو پیدا کنیم بعد به صورت کاملا عمود واردش شیم طبیعتا مارو مثلا با 100 برابر سرعت نور میکشه داخلش و بعد از عبور از هسته سرعت ما اگر حتی یک کیلو متر هم که باشه میشه 30000001 کیلو متر و بعد از عبور از سیاهچاله (از هستش) دوباره شروع به مکش میکنه وهمون مقدار سرعت رو ازمون میگیره که داده وقبل از اینکه اون یه کیلومترم بگیره ازش میایم بیرون

  6. سلام امین جان
    سوال خوبی پرسیدی.
    اگر ما بتوانیم وارد یک سیاه چاله بشویم و زنده بمانیم.
    چبزهایی که میبینیم سیاهی مطلق هستش.تاریکی محض
    در واقع سرعت چرخش و مکش سیاه چاله اونقدر زیاد است که حتی نور هم نمیتواند از آن فرار کند.
    و فوتون های نور قبل از اینکه به چشم ما برسد. شکسته و تجزیه میشوند.
    امین جان دوست خوبم هر چیزی که وارد سیاهچاله بشه ماهیت واقعی خودش رو از دست میده.
    مثلا اگر یک ستاره به اندازه خورشید ما
    بطرف یک سیاهچاله کشیده بشه قبل از اینکه به دهانه سیاهچاله برسد.کل انرژی و نور خود را از دست میدهد.
    در واقع یه گوی خاموش به طرف سیاهچاله سقوط میکند.و بعد از آن سیاهچاله کار خودش را میکند.و خورشید را به ریزترین ذرات ممکن تبدیل میکند.چیزی شبیه به بخار.
    امین جان مرسی از این سوال خوب.اگر سوال دیگری هم داشتی خوشحال میشوم پاسخگو باشم.
    از مدیریت سایت بیگ بنگ کمال تشکر را دارم

    1. به احتمال زیاد به دلیل سرعت و دمای زیاد اونجا و پرتو های مرگبا زنده نمی مونه .

  7. مصداق سیاه چاله روی زمین گردباد و گرداب هستش شاید از نظر بعضی ها این احمقانه باشه

    1. شاید ولی اینها پدیده های زمینی هستن و هیچ وقت نمیتونن نیروی گرانشی بیشتر از خود زمین داشته باشن و اونقدر هم سرعت ندارن که بتونن موجبات تغییر بعد فضا_زمان رو فراهم کنن

  8. اگه فرضا انسانی داخل سیاه چاله بیوفته چون شدت گرانش خیلی زیاده به نظرم متلاشی نمیشه چون به همه مولکولهای بدن انسان به یک اندازه نیرو وارد میشه پس انسجام رو حفظ می کنه فقط تغییر جهت میده

    1. دقیقاً. البته نه اینکه اصلاً کش نیاد. هر جسمی که از افق رویداد عبور کنه شروع به کش اومدن در جهت سیاهچاله می کنه. به شدت هم کش میاد. به تعبیر متن دقیقاً مثل اسپاگتی و حدوداً تک بعدی میشه. اما خیلی بعید میدونم این تک بعدی شدن اون رو نابود بکنه. چون اساساً دنیا و گیتی در اون نواحی (یعنی نواحی بعد از افق رویداد) دچار کشش میشن. تمام ذرات کیهان در اون نزدیکی ، شروع به کشش به سمت ستاره ی فروپاشیده میکنن. لذا هر جسمی هم که از افق عبور کرده باشه ، چون در این جهان تعریف شده و جهان هم دچار کشش شده ، شروع به کشش می کند.

    2. سیما جان تو خیلی نخبه ای،این چه جوری به ذهنت رسید؟واقعا نظریه جالبی بود؟چطور به ذهن خود هاوکینگ نرسیده ؟؟ مطمنم اینی که اینجا گفتیو ببینن میان ایران میدزدنت تا به کل دنیا درس فیزیک کیهان شناسی و فیزیک کوانتوم بدی و مطمنم جایزه ی نوبل فیزیک رو میگیری

  9. خب اگه گرانش سیاهچاله بخاطر خمیدگی بافت فضا زمان بر اثر ابرنواخر هست در واقع چه چیزی ما رو داخل اون میکشه؟؟؟یعنی ما روی بافت فضا زمان هستیم؟ پس یه چیز مادی هست ولی چیه که نمیتونیم ببینیمش ؟

  10. سلام ، من سوال دارم ، مگه نور از جنس انرژی نیست؟ و انرژی هم تولید نمیشه و از بین نمیره
    خب نوری که وارد سیاه چاله میشه کجا میره ؟؟؟؟

    1. در داخل سیاهچاله نور از بین نمیره فقط نمیتونه از سیاهچاله فرار کنه و بازتاب داشته باشه. شاید هم نور که از ماهیت فوتونه و به قول شما انرژیه تبدیل حالت به نوع دیگه انرژی میده. پس قانون پایستگی انرژی نقض نمیشه. چیزی که همه ما دنبالشیم ماهیت سیاهچاله و گرانش فوق العاده درونشه. اینکه از درون سیاهچاله به دنیاهای موازی دیگه که دارای بعدهای متفاوت تر از بعدهای این دنیاس برسیمم نظریه ای هستش مثل باقیه نظریه های دیگه در مورد سیاهچاله که هنوز نه اثبات شدن نه رد شدن

      1. به گفته بعضی دانشمندان قوانین فیزیک در داخل سیاهچاله کاملا نقض می شوند و به دلیل تکینگی هر اتفاقی ممکن است بیفتد پس هیچ چیز قابل پیش بینی نیست

  11. اصلی ترین مسئله بحث گذشت زمان تو سیاه چاله اس که به خاطر جرم زیادش زمان تو سیاهچاله تقریبا برابر با صفرمیشه . یعنی اگه فرضا ما تو یه سیاهچاله بیوفتیم بعد از یک سال اگه بیایم بیرون ( که البته جاذبه فوق العاده زیاد سیاهچاله نمیذاره ازش بیرون بیایم ) میبینیم که مثلا حدود یک میلیون سال از عمر کره زمین گذشته و این خیلی موضوع جالبیه !

    1. مرکز سیاهچاله چگالی بی نهایت هست و فکر نکنم یک سال داخل سیاهچاله بگذرد.
      time stop and space no sence
      فضا و ما داخل اون بی معنی هستیم.