سیاه چاله چیست؟

به طور ساده سیاه چاله قسمتی از فضا است که جرم متمرکز بسیار زیادی دارد بطوری که هیچ جسمی هیچ شانسی برای فرار از جاذبه ی اون نداره تا به امروز بهترین تئوری برای جاذبه تئوری نسبیت اینشتین است و ما باید در نتایج این نظریه به اندازه ی کافی دقیق شویم تا بتوانیم سیاه چاله ها را در جزئیات این نظریه پیدا کنیم اما بیایید قدم ها را کم کم برداریم و به جاذبه فکر کنیم.

فرض کنید شما روی سطح سیاره ای ایستاده اید و سنگی را به هوا می اندازید اگر اونو به اندازه ی کافی با شدت به بالا پرتاب نکنید اون سنگ به اندازه کمی بالا می رود اما بعد از مدتی به علت شتاب جاذبه زمین اون سنگ شروع به سقوط می کنه اگر شما به اندازه ی کافی اون سنگ رو محکم به هوا پرتاب کنید شما می توانید اون رو از دام جاذبه ی اون سیاه خارج کنید و اون تا ابد در حال اوج گیری نسبت به اون سیاره به حرکت خود ادامه می دهد به سرعتی که شما لازم دارید تا سنگ از جاذبه ی اون سیاره فرار کند " سرعت گریز " گفته می شود همان طور که حدس زده می شود سرعت گریز به جرم سیاره بستگی داره اگر سیاره به اندازه ی کافی جرم زیاد داشته باشد قاعدتا سرعت گریز بیشتری را طلب می کند البته این تنها عامل سرعت گریز نیست بلکه فاصله ما تا مرکز سیاره هم شرط دیگری است که بر سرعت گریز تاثیر می گذارد رابطه ی فاصله با سرعت گریز رابطه ی عکس است برای مثال سرعت گریز از سطح سیاره ی زمین 11/2 کیلومتر بر ثانیه است یا 25000 مایل بر ساعت در صورتی که سرعت گریز از سطح ماه فقط 2/4 کیلومتر بر ثانیه است یا 5300 مایل بر ساعت (برای تبدیل این سرعت ها از سیستمی که در پایین صفحه قرار دارد می توانید استفاده کنید)

حال تصور کنید که جسمی با جرمی فوق العاده زیاد و شعاع فوق العاده کم داریم که سرعت گریز از سطح آن به اندازه ی سرعت نور است.

برای یادآوری عرض کنم که سرعت گریز را از رابطه ی زیر محاسبه می گردد :

که در آن V سرعت گریز از مرکز ، M جرم سیاره ، G ثابت گرانش و R فاصله ما تا مرکز سیاره است که اگر ما روی سطح آن قرار گرفته باشیم برابر با شعاع آن سیاره خواهد شد.

شروع اولیه ی مطالعه ی چگالی شدید سیاه چاله ها در سده ی 18 شروع شد ، تقریبا به فاصله ی کمی از انتشار نظریه ی نسبیت اینشتین کارل شوارتسشیلد موفق به حل معادله ای شد که در مورد یک شی بحث می کرد بعد ها اشخاصی مانند اپنهایمر ، ولکف و اشنایدر در سال 1930 متوجه وجود شی ای به نام سیاه چاله در جهان شدند (البته واژه ی سیاه چاله در سال 1969 توسط دانشمندی به نام جان آرچیبالد ویلر ابداع شد) این دانشمندان نشان دادند که وقتی ستارگان پر جرم سوخت خود را به طور کامل از دست می دهند نمی توانند خود را تحمل کنند و نیروی جاذبه خودشان بر خودشان غلبه می کند و آنها را به اصطلاح رمبیده می کند به درون خود.

در جهان نسبیت گرانش خود را در لباس خمش فضا و زمان نشان می دهد . اجرام پر جرم فضا زمان را خمیده می کنند ، به این دلیل است که هندسه نمی تواند آن را توصیف کند در کنار سیاه چاله خمش فضا بسیار شدید است و به همین دلیل خصوصیتهای سیاه چاله عجیب به نظر می رسد

سیاه چاله ها دارای خصوصیتی به نام افق رویداد است این افق رویداد سطحی کروی شکل است که از آن به مرز سیاه چاله ها نام برده می شود شما می توانید داخل آن شوید اما نمی توانید از آن خارج شوید در واقع به محض آنکه شما وارد آن شوید شما محکوم شده اید که به سمت مرکز تکینگی که در مرکز سیاه چاله واقع شده است کشیده شوید .

شما می توانید فکر کنید که افق رویداد مکانی است که سرعت گریز از آن برابر با سرعت نور است قاعدتا خارج است افق رویداد سرعت گریز کمتر از سرعت نور است

برای یک رصدگر وقتی که به افق رویداد نگاهی می اندازیم البته نه با امکانات رصد چشمی بلکه رادیویی و ... افق رویداد را سطحی کاملا کروی ثابت خواهیم یافت ولی اگر به آن کمی نزدیک تر شویم متوجه تندی آن می شویم در واقع اون دارد با سرعت نور حرکت می کند پس ما برای اینکه بتوانیم از سیاهچاله فرار کنیم باید سرعتی مافوق نور داشته باشیم .

هنگامی که به افق وارد شوید مختصات وضعیت فاصله شما از مرکز به طور شتابداری کم می شود ولی در عوض به خاطر هندسه ی منحصر به فرد سیاه چاله ها مختصات زمان شما به طور شتابدار به سمت جلو می رود به طوری که شما فلواقع در آینده به سر خواهید برد .

اندازه ی سیاه چاله ها چقدر است ؟

برای این سوال 2 جواب وجود دارد یکی اینکه ما از دیدگاه جرم به سوال بنگریم پس بهتر است بپرسیم که جرم سیاه چاله ها چه اندازه است ؟ یا اینکه از لحاظ اشغال فضا یا همان حجم سیاه چاله ها را بررسی کنیم پس در آن صورت بهتر است بپرسیم که حجم سیاه چاله ها چه اندازه است ...

پس بیایید ابتدا در مورد جرم آنها بحث صحبت کنیم .

به طور کلی هیچ حدی برای بزرگی جرم یا کوچکی جرم یک سیاه چاله نداریم و نمی توان گفت فلان سیاه چاله پر جرم ترین یا آن یکی کم جرم ترین آنهاست .

ابتدا ما باید بدانیم که چقدر جرم لازم است تا چگالی به آن زیادی را ایجاد کند حال ما

می دانیم که سیاه چاله ها سرنوشت ستارگان پر جرمی بوده اند و همچنین ما انتظار داریم وزن سیاه چاله ها بیشتر از وزن ستارگان پر جرم باشد به طور استاندارد سیاهچاله 10 برابر جرم خورشید جرم دارد یا به طور تقریبی

همچنین ستاره شناسان حدس می زنند که سیاه چاله های پر جرمی در وسط کهکشان ها وجود داشته باشند که جرم آنها چیزی در حدود

یعنی یک میلیون برابر جرم خورشید .

دومین برداشت ما از سوال مربوط به حجم اشغالی سیاه چاله در فضا بود ، در واقع شعاع شوارتسشیلد (منظور همان شعاع کره ی افق رویداد است) و جرم یک سیاه چاله در تناسب نسبت به هم قرار دارند اگر جرم سیاه چاله ای 10 برابر  سیاه چاله ی دیگر باشد شعاع شوارتسشیلد آن هم 10 برابر آن یکی است برای مثال اگر جرم سیاه چاله ای به اندازه ی جرم خورشید باشد شعاع شوارتسشیلد آن 3 کیلومتر خواهد بود یا به ترتیب سیاه چاله هایی که 10 برابر و 1 میلیون برابر جرم منظومه ما جرم دارند(سیاه چاله ی واقع در مرکز کهکشان ما) دارای شعاع 30 کیلومتر و 3 میلیون کیلومتر هستند . 3 میلیون کیلومتر شعاع به نظر ما بسیار زیاد می آید ولی در واقع در مقابل استاندارد های موجود شعاع زیاد بزرگی هم محسوب نمی شود برای مثال خورشید ما دارای شعاع 700000 کیلومتر است و سیاه چاله های پر جرم تر شعاعی به اندازه ی 4 برابر شعاع خورشید دارند .

اگر من به داخل سیاه چاله وارد شوم برای من چه اتفاقی خواهد افتاد ؟

(اول این فرض را بکنیم که در هنگام ورود به داخل سیاه چاله ما نسوزیم)

حال بیایید فرض کنیم که با کشتی فضایی خود یکراست وارد سیاه چاله ی موجود در وسط کهکشان شدیم (البته وجود سیاه چاله در وسط کهکشان ما یک فرضیه است و هنوز اثبات نشده است ولی بیایید فرض وجود آن را بکنیم) هنگامی که وارد شدیم موتور راکت های خود را خاموش می کنیم چه اتفاقی خواهد افتاد ؟

در ابتدا شما به هیچ وجه میدان گرانشی را در اطراف خود احساس نمی کنید  بعد شما سقوط می کنید تمام قسمت های بدن شما و کشتی فضایی شما کش می آیند و شما احساس سنگینی می کنید (این همان احساسی است که فضانوردان حین برگشتن به مدار زمین احساس می کنند) همان طور که به مرکز چاله نزدیک می شویم شما احساس نیروی گرانش به صورت جزر و مدی خواهید داشت به این صورت که پای شما به چاله نزدیک تر از سر شماست و اختلاف گرانش به حدی می شود که شما این احساس جزر و مدی را در بدن خود احساس می کنید به صورت خلاصه شما احساس کشیدگی در بدن خود می کنید ؛ این نیروهای جزر و مدی گرانش ثابت نمی مانند و تغییرات آن هرچه به مرکز بیشتر نزدیک می شوید بیشتر می شود و در نهایت شما قطعه قطعه خواهید شد .

برای سیاه چاله ها بلندی مانند آنچه در آن افتادیم در ابتدا نیروهای جزر و مدی گرانش اصلا قابل توجه نیستند و تا فاصله ی 600000 کیلومتری از مرکز سیاه چاله اصلا احساس نمی شوند ؛ حال اگر ما وارد سیاه چاله ی کوتاهی شده بودیم نیروهای جزر و مدی زودتر به اذیت کردن ما می پرداختند و از فاصله ی 6000 کیلومتری از مرکز به بعد اثرات خود را بروز می دادند (و دلیلی که ما سیاه چاله ی بلند را برای سقوط خود انتخاب کردیم این بود که بیشتر بتوانیم زنده بمانیم و تحقیق کنیم )

ممکن است سوال کنید که ما تا اینجا داشتین احساس می کردیم ما در حال سقوط چه چیزی خواهیم دید ؟ و جواب خواهید شنید که لزوما ما نباید چیزی ببینیم شاید ما شاهد تکه تکه شدن چیزهای دیگری باشیم که آنها هم مانند ما در حال سقوط هستند البته بعد از آنکه نور تابشی آنها به ما برسد شما در حال سقوط می توانید اجرامی را ببینید که هنوز سقوط نکرده اند ولی آنها به هیچ وجه شما را نخواهند دید و دلیل آن هم آشکار است که نوری که شما از خود منتشر می کنید قادر به گریز از افق نیست پس به چشم آن شخص خارج از افق رویداد نخواهد رسید .

سوال دیگر اینکه چقدر این فرآیند سقوط طول خواهد کشید ؟ جواب آن بستگی به این دارد که شما از کجا شروع کرده باشید بگذارید از آنجا آغاز کنیم که 10 برابر شعاع آن سیاه چاله از آن فاصله داشته باشیم خوب برای یک سیاه چاله با جرم یک میلیون برابر جرم منظومه شمسی ما این فرآیند و سقوط ما 8 دقیقه تا رسیدن به افق به طول خواهد انجامید بعد از آن 7 ثانیه دیگر مهلت خواهید داشت و بعد از 7 ثانیه شما به مرکز تکینگی یا مرکز سیاه چاله رسیده اید ! حال شما اگر این مسئله را برای سیاه چاله ای کوچکتر در نظر بگیرید این فرآیند سریع تر انجام خواهد شد هنگامی که شما در حال سقوط هستید تمامی موتور و توان خود را در 7 ثانیه به کار خواهید گرفت تا اینکه شاید بتوانید از چنگ سیاه چاله بگریزید اما این کار به شما کمک که نمی کند هیچ باعث می شود که شما به مرکز تکینگی بیشتر نزدیک شوید پس بهتر است که آرام بنشینیم و این شعر را بخوانیم :

خیام اگر ز باده مستی خوش باش                     با ماه رخی اگر نشستی خوش باش

چون عاقبت کار جهان نیستی است              انگار که نیستی چون هستی خوش باش

دوست من که در جای امنی ایستاده من را در حال سقوط چگونه می بیند ؟

دید دوست من کاملا با دید من فرق خواهد داشت هنگامی که من به افق رویداد نزدیک و نزدیک تر می شوم دوست من حرکت من را آهسته تر از قبل می بیند در واقع فرقی نداره که دوست من چه مدت صبر کنه او هیچ وقت رسیدن من را به افق نخواهد دید همچنین دوست من من را کوچکتر و کوچکتر خواهد دید و این دلیلی است که ما به سیاه چاله ها ستاره ی فریز شده یا یخ زده می گوییم چرا که ما اون رو به همین حال درک

می کنیم .حال باید سوال کنیم که چرا من باید در نظر او چنین بیایم ؟ دلیلش خطای دید است در واقع خود ما می دانیم که زمان تا بینهایت طول نمی کشه تا من به افق حادثه برسم (همان طور که گفته شد تا افق حادثه 8 دقیقه و بعد از آن چند ثانیه) هر چقدر که من به افق نزدیک تر می شوم نوری که از من ساطع می شود باید تلاش بیشتر و بیشتری کنه تا به چشم دوستم بیاید در واقع نوری که من از خود ساطع می کنم در حال بلعیده شدن توسط سیاه چاله است و هرگز به دوستم نخواهد رسید .

 پس تا اینجا دانستیم که زمان در کنار افق حادثه کند تر از فاصله ی دورتر از آن می گذرد پس اگر معجزه ای بشود و من بتوانم با کشتی فضایی خود نزد دوستم بازگردم او را پیر خواهم دید .

خوب حالا بگویید که کدام یک از این 2 توضیح صحیح تر است؟(خطای دید یا کندی زمان)

جواب این سوال هم بستگی به این دارد که شما سیاه چاله را در چه مرجع و مختصاتی بررسی کنید اگر از مختصات شوارتسشیلد استفاده کنید شما وقتی به افق می رسید که زمان بینهایت شده باشد در واقع مختصات شوارتسشیلد در کنار افق رویداد بینهایت انحراف بر می دارد اگر مختصات شوارتسشیلد را در نظر بگیریم در نظر ما زمان بینهایت نمی شود ولی زمان در دید دوست ناظر بر ما زمان بینهایت بر ما می گذرد به طور واضح تر اینکه نور بینهایت زمان لازم دارد تا به دوست شما برسد .

پس هم مختصات استاندارد جوابگوی ما است و هم مختصات شوارتسشیلد ولی طرز بیان در هر 2 گوناگون و درست است .

در عمل طولی نمی کشد که شما از دید دوست خود ناپدید می شوید در واقع طول موج نوری که از سیاه چاله بر می آید به سمت قرمز است برای روشن تر شدن موضوع اگر شما نوری را از خود با طول موج خاصی ساطع کنید به دوست شما همان نور با طول موج بلند تر خواهد رسید قاعدتا این درست است که بگوییم که هر چه ما به افق رویداد نزدیک و نزدیک تر می شویم طول موج ارسالی از طرف ما بلند و بلند تر می شود در آخر نوری برای دریافت دوست شما باقی نخواهد ماند نور متساعد شده از شما ابتدا به شکل مادون قرمز دریافت می شود و سپس به صورت موج های رادیویی و ...

نکته : به یاد داشته باشید که نور از بسته هایی به نام فوتون تشکیل شده اند

پس به یاد داشته باشید که تا آخرین لحظه که شما هنوز به داخل افق نیافتاده اید آخرین فوتون ارسالی شما به دوست شما خواهد رسید البته در مدت زمان کمتر از یک ساعت در سیاه چاله ای با جرم 1 میلیون برابر جرم منظومه شمسی بعد از رد شدن شما از افق حادثه دیگر هیچ نوری برای دوست شما ارسال نخواهد شد .

اگر سیاه چاله وجود دارد آیا می تواند تمامی جرم های عالم را در خود ببلعد؟

خیر سیاه چاله ها یک افق رویداد دارند در واقع همان منطقه ای که کسی نمی تواند از آن فرار کند اگر کسی از آن رد شود حکم آن جسم لمس تکینگی و همانا فناست ولی در دورتر از این افق شما می توانید از مکیده شدن فرار کنید در واقع قدرت مکش یک سیاه چاله که جرمش به اندازه ی منظومه شمسی ما است در خار ج از افق رویداد به

اندازه ی مکش منظومه ی شمسی در مقابل سایر اجرام است .

اگر خورشید سیاه چاله شود چه اتفاقی خواهد افتاد ؟

اول بگذارید خیالتان را راحت کنم که خورشید هیچ گاه سیاه چاله نخواهد شد  چرا که قبلا گفته شده بود که برای سیاه چاله شدن 10 برابر جرم خورشید جرم لازم است

خورشید می تواند تا 5 بیلیون سال نیز می تواند به زندگی خود ادامه دهد بعد از آن تبدیل به غول قرمز می شود در مدتی که دارد بزرگ و بزرگتر می شود  همه چیز را به اصطلاح می خورد عطارد و زهره و متاسفانه زمین را ؛ بعد از آن خورشید به پایان زندگی خود

 می رسد و تبدیل به یک کوتوله ی سفید می شود .

ببخشید از سوال اصلی خارج شدیم سوال این بود که چه می شد اگر خورشید به دلایلی به سیاه چاله تبدیل می شد ؟ تنها اثری که این واکنش دارد این است که دور و بر خورشید تاریک و بسیار سرد می شد زمین و سایر سیارات به داخل سیاه چاله کشیده نمی شوند آنها به همان نظمی که هم اکنون دارند به دور خورشید می چرخند به دور سیاه چاله ی خورشید خواهند گشت شاید بپرسید چرا ؟ دلیل آن هم کوچکی شعاع شوارتسشیلد آن است فقط 3 کیلومتر شعاع شوارتسشیلد سیاه چاله خواهد شد و سیاه چاله نخواهد توانست سیارات را که به این دوری هستند ببلعد .

آیا مدرکی بر وجود سیاه چاله ها ارائه شده است ؟

بله شما مستقیما نمی توانید سیاه چاله ها را ببینید به این دلیل که نوری از افق رویداد نخواهد گذشت واین به این معنی است که ما باید دنبال مدرک غیر مستقیم باشیم

فرض کنید شما منطقه ای از فضا را پیدا کرده اید که احتمال می دهید در آنجا

سیاه چاله ای حضور داشته باشد چطور می توانید چک کنید که حدس شما در مورد وجود یا وجود نداشتن آن درست بوده است یا نه ؟ اولین چیزی که شاید به ذهن ما بیاید این است که بیاییم ببینیم که چقدر جرم در آن ناحیه از فضا وجود دارد اگر شما متوجه جرم متمرکز زیادی شدید و اگر آن جرم تاریک بود درست است این یک حدس احتمالا درست در مورد وجود سیاه چاله در آن ناحیه است 2 راه برای این کارهایی که کردیم وجود دارد یکی اینکه مرکز کهکشان هایی مانند راه شیری را جستجو کنند آنجا می توان هم جرم را پیدا کرد و هم چیزهای دیگر و دوم استفاده از سیستم دودویی اشعه ایکس ساطع شده از مرکز کهکشان بر طبق چیزهایی که اینجا برشمردیم 2 دانشمند در سال 1995 به نام های کورمندی و ریچستون 8 کهکشان را یافتند که در وسط آنها جرم تاریک و زیادی بود جرم هسته ی این کهکشان ها بین یک میلیون تا چندین بیلیون برابر جرم خورشید بود جرم آنها از روی سرعت ذرات گازی که دور آنها می گشتند حساب می شد

دلیلی که می شد آورد برای آنکه آن اجرام را سیاه چاله قلمداد کنند این بود که یک سخت بود که فکر کنیم چیز دیگری غیر از سیاه چاله ها در آن قسمت وجود دارد یعنی به آن چگالی و تاریکی یعنی در آن قسمت نمی توانست خوشه های ستاره ای وجود داشته باشد دوم اینکه تنها تئوری ای که می توانست معمای اجرامی مانند کوازارها و کهکشان های فعال را حل کند این بود که باید در وسط کهکشانها سیاه چاله های پر جرمی باشند  اما دلیل دومی زیاد محکم نیست .

2 تا از جدیدترین اکتشافات قوی ترین پشتیبان برای نظریه ی وجود سیاه چاله ها در وسط کهکشان هستند  اول آنکه در نزدیکی کهکشانهای فعال چشمه ی تشعشع

یافته اند به این معنی که منبعی از ماکروویو های قدرتمند پیدا شده است اون هم در هسته ی کهکشان ها . دانشمندان توانسته اند با تحلیل موجها نقشه ای از سرعت پخش گازها با وضوح بالا تهیه کنند . در واقع آنها این کار خود توانستند سرعت را در کمتر از نصف یک سال نوری از مرکز کهکشان بدست بیاورند . در این اندازه گیری آنها توانستند نتیجه بگیرند که شی پر جرمی که در مرکز کهکشان وجود دارد شعاعی کمتر از نصف سال نوری دارد و این سخت بود که به جای سیاه چاله ما انتظار چیز دیگری در وسط کهکشان باشیم که هم پر جرم باشد و هم در حجم کمی باشد .(این تحقیقات در تاریخ 21   January سال 1995 از مجله نیچر شماره ی 373 برداشت شده است)

دومین کشف کار جمع کردن مدارک را بر عهده دارد . ستاره شناسان پرتو ایکس توانستند خط نوری کشف کنند که نشان از آن داشت که در مرکز و هسته ی کهکشان ها اتم ها با سرعت زیادی در حال حرکت هستند تقریبا با سرعت یک سوم سرعت نور به علاوه پرتویی که از این اتم ها خارج می شد انتقال به سمت قرمز داشتند (انشا الله در مورد انتقال به سمت قرمز مقاله ای در همین وبلاگ خواهید دید ) که ما این انتظار را از اشعه های ساطع شده در کنار افق حادثه ی یک سیاه چاله داریم (این تحقیقات در تاریخ 22june سال 1995 از مجله نیچر شماره ی 375 برداشت شده است)

سیاه چاله های از انفجارهای supernova  ای ستارگان پرجرم به وجو می آیند . اگر یک ستاره ی پر جرم به دور از ستارگان دیگر به سیاه چاله تبدیل شود ما شانس کمی برای دیدن آن داریم اما اگر یکی از ستارگان 2 تایی (در مورد این ستارگان بعدا به طور کامل توضیح خواهیم داد ) تبدیل به سیاه چاله شود ستاره ی دیگر را به طرز زیبایی می بلعد و صفحه ای از چرخش و بلعیده شدن درست می شود که زیبایی خاصی دارد . آن ستاره ای که در حال کشیده شدن است همچنان که به سیاه چاله نزدیک و نزدیکتر می شود داغ و داغ تر می شود و از خود تشعشعاتی خارج می کند که در طیف اشعه ی ایکس قابل دیدن است .

فرض می کنیم که شما یک منبع اشعه ی ایکس از ستارگان دوتایی پیدا کردید حال چطور می توان گفت که جسم متراکم یک سیاه چاله است ؟ خوب کاری که حتما انجام خواهید داد برآوردی از جرم آن است . خوب ما می دانیم که ستاره ای دارد حول یک جسم که معلوم نیست سیاه چاله است یا نه می چرخد ما می توانیم سرعت چرخش ستاره ی معلوم را اندازه بگیریم و از روی آن جرم آن جرمی که معلوم نیست را مشخص کنیم حال که جرم ستاره ی ناپدید پیدا شد و اگر جرم آن خیلی زیاد باشد احتمال وجود یک سیاه چاله بسیار زیاد است . برآورد ما از جرم آن جسم و اشعه های ساطع شده از  آن می توانند دلایل محکمی بر وجود سیاه چاله باشند .در سال 1992 در مجله ی Astronomy and Astrophysics خانمی با نام آنِ کاولی به طور خلاصه توضیح داد که سیستم هایی که هم اکنون روی آن های بحث می شود 3 تا هستند 2 تا از آن ها در کهکشان خود ما هستند و یکی دیگر نزدیک ابر ماژلانی بزرگ دارای جرمی هستند که اجسامی غیر از سیاه چاله نمی توانستند این جرم را داشته باشند .

چگونه سیاه چاله ها تبخیر می شوند ؟

قبل از سال 1970 به علت نتایجی که از مکانیک کوانتومی به دست می آید استفان هاوکینگ نظریه ای داد بنا بر این که سیاه چاله ها کاملا تاریک و سیاه نیستند آن ها از خود پرتو ساطع می کنند انرژی ای که برای تولید این اشعه ها لازم است را جرم سیاه چاله ها تامین می کنند بنابراین سیاه چاله ها در اصطلاح آب می روند و کوچک می شوند سیاه چاله ها به طور مرتب و تند و تند پرتو افشانی می کنند و به ازا آن از جرمشان کم و کمتر می شود تا اینکه احتمالا چیزی از آنها باقی نمی ماند .

در حقیقت کسی نمی داند که وقتی سیاه چاله ای تبخیر می شود چه اتفاقی می افتد

گروهی از محققان معتقدند که از آن یک جرم کوچک و استوار به جای می ماند تئوری های امروزی ما به آن اندازه پیشرفت نکرده اند که بتوانند یک یا 2 راه اصلی را پیش پای ما بگذارند مشکل در اتحاد بین مکانیک کوانتومی و نظریه ی خمش فضا و زمان است اگر ما بتوانیم با مکانیک کوانتوم خمش فضا و زمان را توضیح دهیم می توانیم به طور یقین پیشگویی هایی را انجام دهیم ولی این تا به حال این کار صورت نگرفته است و حتی ما نمی توانیم این آزمایش را انجام دهیم و نتایج را ببینیم چون غیر ممکن است .

حال یک سوال دیگر چرا سیاه چاله ها تبخیر می شوند ؟ راهی برای بررسی کردن وجود دارد اونم راهی که تقریبا غلط هست یکی از نتایجی که از مکانیک کوانتومی به مدت کوتاهی به طور کلی مورد تردید قرار گرفته نقض قانون پایستگی انرژی است . جهان قادر به تولید انرژی و ماده است در صورتی که به طور ناگهانی انرژی و ماده نابود شوند چرا که اگر این طور نباشد قانون پایستگی انرژی و ماده نقض شده است این در حالی اتفاق می افتد که ما به طور نوسانی خلایی از ماده و انرژی بسازیم حال بیایید فرض کنیم که این فرآیند خلا درست کنی در کنار افق یک سیاه چاله صورت گیرد ما شاهد این واقعه در واقعیت هستیم که سیاه چاله با مکیدن خود در واقع خلا ماده و انرژی ایجاد می کند و باید آن را جبران نماید به همین دلیل از خود انرژی ساطع می کند که ما آن را به نام پرتو هاوکینگ می شناسیم .در واقع این پرتو ها به طور متناوب به بیرون پرتاب می شوند چون به طور متناوب خلا تشکیل و پر می شود .

در مورد دوستی که در مکان امنی قرار داشت آیا چیز تازه ای برای گفتن وجود دارد ؟

بله وقتی ما می گفتیم که دوست ما در زمان بینهایت می بیند که ما داریم به افق می رسیم موقعی بود که ما سیاه چاله را بدون تبخیر فرض کرده بودیم ولی حالا جواب فرق خواهد کرد دوست ما دقیقا وقتی مشاهده می کند که تبخیر سیاه چاله را مشاهده می کند . بگذارید شرح بیشتری بدهم .

به یاد بیاورید که در قبل چه گفتیم  : گفتیم که دوست ما دچار خطای دید شده است و نوری که از ما وقتی داریم به افق نزدیک می شویم ساطع شده است زمان زیادی را می گذراند تا به دوست ما برسد اگر ما فرض کنیم که سیاه چاله تا ابد باقی می ماند نور به دوست ما در مدت زمان زیادی می رسد اما اگر سیاه چاله تبخیر شود چه؟ دوست ما می تواند نوری از ما را ببیند چرا که دیگر چیزی مانع از حرکت نور نخواهد شد ولی این چیزی را تغییر نخواهد داد ما محکوم به بودیم و خواهیم بود .

سفید چاله چیست؟

معادله ی نسبیت عام دارای زیر ساخت ریاضی محکمی است که با زمان متناسب است و مزیت آن هم این است که می توان زمان را به سریعتر از آنکه به آینده برود به عقب برد.

اگر شما این معادله را که بتوان روی زمان کنترل داشت را برای سیاه چاله بنویسید نتیجه اش شی ای به نام سفید چاله خواهد بود که کاملا خلاف سیاه چاله اش به این مفهوم که اگر چیزی از دام سیاه چاله نمی تواند بگریزد چیزی نخواهد توانست به دام سفید چاله بیافتد در واقع اگر سیاه چاله کارش بلعیدن باشد سفید چاله کارش بیرون انداختن است .

در واقع سفید چاله ها در دنیای ریاضی زندگی می کنند و این بدان معنا نیست که حتما باید در دنیا وجود داشته باشند در حقیقت آنها اصلا وجود خارجی ندارند زیرا راهی برای تولید آنها وجود ندارد .

کرم چاله چیست ؟

تا اینجای مقاله ما در مورد سیاه چاله هایی صحبت می کردیم که حرکت چرخشی به دور خود و میدان الکتریکی و مغناطیسی ندارند اگر ما بخواهیم سیاه چاله ها را با این جزئیات بررسی کنیم پیچیدگی هایی خواهیم داشت مخصوصا وقتی که ما به سیاه چاله سقوط کنیم و مرکز تکینگی را ملاقات نکینم و از سفید چاله خارج شویم . این ترکیب از سیاه چاله و سفید چاله را که مرکز تکینگی ندارد را کرم چاله نامیده اند .

ممکن است سفید چاله از سیاه چاله فاصله ی زیادی داشته باشد و براستی ما با دنیایی متفاوت روبرو شویم و براستی در بین راه (بین سیاه چاله وسفید چاله ما دارای شرایط مطلوب و خوبی خواهیم بود و می توان با توجه به فاصله ی زیاد سیاه چاله با سفید چاله می توان سفر درازی را تجربه کرد شاید شما را به گذشته بازگرداند یا ...

در واقع با این تفاسیر کرم چاله ای نیز وجود ندارد چون کرم چاله زاییده ی سفید چاله است و اگر آن ساخته ی ریاضیات باشد پس کرم چاله نیز همین طور است پس اگر احیانا خواستید به سفر به دنیای دیگری بروید احتمال آنکه از سیاه چاله وارد شوید و از سفید چاله خارج بسیار کم و احتمال آنکه مرکز تکینگی را ملاقات کنید بسیار زیاد است . به علاوه برای آنکه به کرم چاله برسید ابتدا باید طعم تلخ اشعه های گاما را بچشید پس به کل بی خیال این سفر شوید .

چگونه می توانم اطلاعات بیشتری در ارتباط با سیاه چاله ها پیدا کنم ؟

شما می توانید از طریق ftp  این آدرس به مقالات سیاه چاله دسترسی پیدا کنید البته احتمال آنکه مکان آن تغییر کرده باشد وجو دارد این آدرس هست rtfm.mit.edu

کتابی از کیپ تورن با نام Black Holes and Time Warps: Einstein's Outrageous Legacy  در همان سایت موجود است کتابی از ویلیام کافمن با نام Black Holes and Warped Spacetime همچنین کتاب Space, Time, and Gravity نیز ارزش خواندن را دارد.

تمامی این کتبی که معرفی شدند فرض را بر این گذاشته اند که خواننده زمینه ی قوی ای از فیزیک در ذهن ندارد و به زبان ساده بیان شده اند .

البته DVD  ای هم در انجمن های نجوم سراسر کشور وجود دارد با 12 ساعت فیلم در مورد سیاه چاله ها و استیفن هاوکینگ ...

موفق باشید

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40