حقایق علمی عجیب در مورد سیاه چاله ها

zoomit.ir - میعاد بافراست: سیاهچاله ها تنها اشیای موجود در دنیای ما هستند که می‌توانند با نیروی جاذبه‌ی خالص، نور را به درون خود جذب کنند. دانشمندان معتقدند این سیاه‌چاله‌ها زمانی به وجود می‌آیند که بقایای یک ستاره‌ی بزرگ به یکدیگر برخورد کرده و آنقدر چگالی بالا پیدا کنند که بافت فضا-زمان را در برگیرند.


سیاهچاله‌ها اجرام عجیبی هستند که حتی می‌توانند نور را نیز درون خود به تله بیاندازند. هر جسمی اگر در افق رویداد یک سیاهچاله گرفتار شود، سرنوشتی نامعلوم و تلخ در انتظار آن خواهد بود. با وجود دهه‌ها تحقیق و تلاش این اجرام همچنان ناشناخته باقی مانده‌اند.

این اجرام همچنان تعجب دانشمندان را برمی‌انگیزند. در ادامه ۱۰ حقیقت عجیب در مورد این اجرام آسمانی را مرور خواهیم کرد:

سیاهچاله‌ها مکش ندارند

برخی تصور می‌کنند که سیاهچاله‌ها همانند گردبادهای عظیمی هستند که مکش بسیار قدرتمندی دارند اما این اجرام مانند سایر جرم‌های موجود در فضا هستند که البته نیروی جاذبه‌ی بسیار قدرتمندی نیز دارند. برای مثال اگر خورشید را با یک سیاهچاله جایگزین کنید، زمین را نخواهد بلعید بلکه زمین همچنان به چرخش خود دور آن ادامه خواهد داد.


به نظر می‌رسد که سیاهچاله‌ها اجرام را می‌بلعند اما این گونه نبوده و این مورد یک باور غلط است. ستاره‌های نزدیک سیاهچاله برخی از اجرام موجود در اتمسفر خود را در فضا پخش کرده و سیاهچاله‌های گرسنه‌ی همسایه نیز آن‌ها را با نیروی جاذبه‌ به سمت خود می‌کشند و این گونه نیست که اجرام از اتمسفر یک ستاره با قدرت سیاه‌چاله در فضا پخش شوند.

اینیشتین سیاهچاله‌ها را کشف نکرده است

با وجود این که نظریه‌ی نسبیت اینیشتین وجود سیاهچاله‌ها و تشکیل آن‌ها را پیش‌بینی کرده بود اما این دانشمند آلمانی کاشف اجرام غول پیکر نیست. کارل شوارزچایلد کسی بود که از معادلات اینیشتین بهره برد و تشکیل سیاهچاله‌ها را با استفاده از ‌آن‌ها اثبات کرد.


او توانست این یافته‌ی خود را همزمان با انتشار نظریه‌ی نسبتیت عام در سال ۱۹۱۵ عمومی کند. از کارهای شوارزچایلد، معیاری برای اندازه‌گیری با نام شعاع شوارزچایلد پدید آمد که برای سنجش میزان تراکم اجرام برای تبدیل به سیاهچاله به کار می‌رود.

به دلیل حرکت سریع این مواد، دمای آن‌ها میلیاردها درجه‌ی فارنهایت بالا می‌رود، این دما می‌تواند با فرمی با نام تابش جسم سیاه، ماده را به انرژی تبدیل کند.

برای مقایسه، واکنش هسته‌ای تنها ۰.۷ درصد از ماده را به انرژی تبدیل می کند. شرایط اطراف یک سیاهچاله ۱۰ درصد جرم را به انرژی تبدیل می‌کند که تفاوتی بسیار زیاد و فاحش است.

حتی قبل از این یافته‌ها نیز جان میشل، سال‌ها قبل وجود ستاره‌های سیاه با قدرت جاذبه‌ی بسیار بالا که حتی می‌تواند نور را در تله بیاندازد را پیش‌بینی کرده بود. نام سیاهچاله در سال ۱۹۶۷ به رسمیت شناخته شده و به ثبت رسید.

سیاهچاله‌ها می‌توانند همه چیز را کش آورده و به اجرام رشته مانند تبدیل کنند

سیاهچاله‌ها قدرت عظیمی دارند که می‌توانند هر جسمی را کش آورده و به رشته‌ای مانند یک اسپاگتی تبدیل کنند. این پدیده «اسپاگتیفیکیشن» یا اسپاگتی کردن نام دارد.


این پدیده به رفتار جاذبه به نسبت فاصله بستگی دارد. در حال حاضر پای شما به هسته‌ی زمین نزدیک‌تر از سرتان است و سر شما جاذبه‌ی کمتری را تحمل می‌کند. اگر نیروی جاذبه زیاد باشد، این اختلاف در نیروی وارده واضح‌تر خواهد بود.

با کشیده شدن پا توسط سیاهچاله‌ها، بدن شما کش آمده و پا نیز به مرکز جاذبه نزدیک و نزدیک‌تر شده و با گذر زمان اختلاف نیروی وارده به پا و سر بیشتر و بیشتر می‌شود. نتیجه‌ی این کش آمدن پدیده‌ی اسپاگتی شدن است!

سیاهچاله‌ها می‌توانند جهان‌ها جدید به وجود آورند

شاید به نظر عجیب باشد که بگوییم سیاهچاله‌ها می‌توانند جهانی جدید را پدید بیاورند، چرا که حتی از وجود جهان‌های دیگر اطمینان کافی نداریم اما پایه و اساس این نظریه‌ی یکی از زمینه‌های تحقیقاتی پرطرفدار امروزی است.


مثال ساده‌ای از این نظریه‌ی جهان ما است. اگر نگاه کلی به جهان ما بکنید خواهید دید که مجموعه‌ای پیچیده از اعداد گرد هم آمده و دنیای ما را پدید آورده‌اند، کافی است یکی از این اعداد تغییر کند تا جهان ما به کلی از هم بپاشند.

یگانگی در مرکز سیاهچاله می‌تواند قوانین استاندارد فیزیکی را به هم ریخته و جهانی جدید با شرایط تغییر کرده را به وجود آورد.

سیاهچاله‌ها می‌توانند فضای اطراف خود را بکشند

فرض کنید فضا یک کاغذ بزرگ خط کشی شده با خطوط موازی است که تا سرتاسر جهان کشیده شده است. اگر جرمی را درون این کاغذ قرار دهید، شکل آن تغییر خواهد کرد.


هر چه این جرم بزرگ‌تر و سنگین‌تر باشد، بیشتر در این برگه فرو خواهد رفت، اگر این برگه کشیده شود، خطوط موازی دیگر شکل خود را از دست داده و موازی نیز نخواهند بود.

هر چقدر چاله‌ی موجود در فضا عمیق‌تر شود، این خطوط بیشتر کش آمده و شکل خود را از دست خواهند داد. سیاهچاله‌ها بزرگ‌ترین چاله‌ها را در فضا درست می‌کنند که حتی نور نیز از فرورفتن درون این چاله در امان نیست.

سیاهچاله‌ها کارخانه‌ای بزرگ از انرژی هستند

سیاهچاله‌ها می‌توانند انرژی را با بهره‌وری بیشتری نسبت به خورشید تولید کنند. دلیل این اتفاق به موادی برمی‌گردد که به دور افق رویداد یک سیاهچاله می‌چرخند. هر چقدر این این مواد به مرکز نزدیک‌تر باشند سرعت بیشتری داشته و هر چه دورتر باشند سرعت چرخش کمتری نیز خواهند داشت.


به دلیل سرعت بالای چرخش مواد دمای آن‌ها تا میلیون‌ها درجه‌ی فارنهایت بالا می‌رود. این دمای بالا در فرمی با نام تابش جرم‌سیاه می‌تواند ماده را به انرژی تبدیل کند.

برای مقایسه باید گفت که واکنش هسته‌ای تنها ۰.۷ درصد از ماده را به انرژی تبدیل می‌کند و این در حالی است که دمای مذکور می‌تواند ۱۰ درصد از ماده را تبدیل به انرژی کند، این اختلاف بسیار چشمگیر و اعجاب‌آور است.

سیاهچاله‌ای با جرم بسیار زیاد در مرکز کهکشان ما قرار دارد

دانشمندان معقتدند در مرکز هر کهکشانی از جمله کهکشان ما یک سیاهچاله‌ی بزرگ با جرم بسیار زیاد وجود دارد. این سیاهچاله‌ها در واقع دلیل نظم و حفظ شدن اجزای مختلف یک کهکشان در کنار یکدیگر هستند.


سیاهچاله‌ی موجود در مرکز کهکشان راه شیری جرمی معادل چهار میلیون برابر خورشید داشته و نام آن Sagittarius A است. این سیاهچاله که در فاصله‌ی ۳۰ هزار سال نوری زمین قرار دارد، در حدود دو میلیون سال قبل انفجاری عظیم را تجربه کرده که به گفته‌ی دانشمندان از روی زمین نیز قابل مشاهده بوده است. این سیاهچاله در حال حاضر پایدار و مستحکم است.

سیاهچاله‌ها سرعت حرکت زمان را کاهش می‌دهند

برای درک بهتر این موضوع مثال دوقلوها رو مطرح می‌کنیم. یکی از این دوقلوها در زمین به زندگی خود ادامه می‌دهد و دیگری به فضا رفته و با سرعتی بالا در حال حرکت در آن است. با بازگشت برادری که در فضا بوده متوجه می‌شوید که او جوان‌تر بوده و زمان کمتری از عمرش گذشته چرا که هر چه سرعت چرخش بیشتر باشد زمان با سرعت کمتری به جلو می‌رود.


با رسیدن به افق رویداد یک سیاهچاله، این بخش سرعت بسیار زیاد و عجیبی دارد و می‌تواند سرعت حرکت کردن زمان رو به جلو را کاهش دهد.

سیاهچاله‌ها با گذر زمان بخار می‌شوند

این کشف در سال ۱۹۷۴ ابتدا توسط استفن هاوکینگ پیش‌بینی شده بود، به این دلیل پدیده‌ی مورد نظر را تابش هاوکینگ می‌نامند.


تابش هاوکینگ باعث می‌شود که جرم سیاهچاله در فضا-زمان پخش شود. این کار تا زمانی ادامه می‌یابد، که سیاهچاله از بین برود، به این دلیل تابش هاوکینگ با نام تبخیر سیاهچاله نیز شناخته می‌شود.

از لحاظ تئوری هر جرمی می‌تواند تبدیل به سیاهچاله شود

تنها تفاوت یک سیاهچاله‌ با خورشید در این است که هسته‌ی یک سیاهچاله از موادی با چگالی بسیار زیاد تشکیل شده که به آن نیروی جاذبه بسیار قوی می‌بخشد. میدان جاذبه‌ی آن باعث می‌شود تا حتی نور نیز جذب شده و سیاهچاله‌ها از دید محو شوند.


اگر خورشید را با جرم کنونی خود فشرده کرده و قطر آن را به ۶ کیلومتر برسانید، جرم آن به قدری افزایش خواهد یافت که بتواند به یک سیاهچاله تبدیل شود. این نظریه را می‌توان حتی روی زمین و حتی بدن انسان نیز پیاده کرد یعنی هر جرمی را فارغ از وزن آن می‌توان به یک سیاهچاله تبدیل کرد.

اما در دنیای واقعی تنها یک انفجار می‌تواند سیاهچاله را پدید آورد و آن انفجار گرانشی ستاره‌ای با جرمی بیش از ۲۰ تا ۳۰ برابر خورشید است.