۷ حقیقت عجیب در مورد سیاهچاله‌ها که نمی‌دانید!

فرادید: سیاهچاله‌ها شاید تنها کابوس ترسناک جهان ما باشند. این حفره‌های توخالی مرموز در فضا مانند تونل‌های تاریک طولانی به جایی نمی‌رسند و در واقع انتهایی برای آن‌ها نمی‌توانیم تصور کنیم. کشش گرانشی سیاهچاله‌ها به‌گونه‌ای عمل می‌کنند که هیچ چیز نزدیک به آن ها- حتی نور - نمی‌تواند از بلعیده شدن فرار کند. چیزی که وارد سیاهچاله می‌شود هرگز بیرون نمی‌آید که در ادامه در مورد آن بیشتر توضیح خواهیم داد.

به همین دلیل سیاهچاله‌ها برای چشم غیرمسلح نامرئی هستند، به همان اندازه که فضای خالی و تاریک اطراف آن‌ها بی نور هستند. دانشمندان می‌دانند که سیاهچاله‌ها وجود دارند، اما نه به این دلیل که می‌توانند یک حفره واقعی را در فضا ببینند، بلکه به این دلیل که نیروی گرانشی فوق العاده یک سیاهچاله بر مدار ستاره‌ها و گاز‌های مجاور تأثیر می‌گذارد. سرنخ دیگرِ وجود سیاهچاله ها، تشعشعات قابل تشخیصی است که در اثر گرم شدن گاز بلعیده شده منتشر می‌شود. در واقع، این تشعشعات پرتو ایکس قوی منجر به کشف اولین سیاهچاله، Cygnus X-۱ در صورت فلکی ماکیان، در سال ۱۹۶۴ شد.

شاید همه این‌ها شبیه داستان‌های علمی تخیلی به نظر برسد، اما ادامه مطلب را که بخوانید متوجه خواهید شد که توضیحات بالا فقط ذره‌ای از عظمت کیهان است که شرح دادیم. دانشمندان همچنان در حال کشف سیاهچاله هستند و با توجه به گرازشات ناسا سیاهچاله‌ها حتی عجیب‌تر از داستان‌های علمی تخیلی به نظر می‌رسند. در این گزارش هفت حقیقت رازآلود راجع به سیاهچاله‌ها را با شما در میان گذاشته ایم:

سیاهچاله‌ها زمان و فضای اطراف خود را تحریف می‌کنند

اگر نزدیک یک سیاهچاله پرواز کنید، کشش گرانشی شدید آن به طور عجیبی زمان را کاهش می‌دهد و فضا را منحرف می‌کند. شما هرچه بیشتر به سیاهچاله‌ها نزدیک شوید، به تدریج به مواد فضایی در حال گردش (ستاره ها، گازها، غبار، سیارات) که به سمت داخل یا "نقطه بدون بازگشت" سیاهچاله در حال چرخش هستند، می‌پیوندید.

هنگامی که از این مرز عبور کنید، گرانش بر همه شانس‌های فرار غلبه می‌کند و زمانی که به سمت مرکز سیاهچاله بروید، بسیار کشیده می‌شوید یا به اصلطلاح «اسپاگت می‌شوید» - یک نقطه غیرقابل تصور کوچک با یک جرم هیولایی که در آن گرانش و چگالی وجود دارد. از نظر تئوری به منحنی‌های بی‌نهایت فضا-زمان نزدیک می‌شوید. به عبارت دیگر، شما در مکانی که کاملاً قوانین فیزیک را نادیده می‌گیرد، بلعیده و نابود می‌شوید.

سیاهچاله‌ها در اندازه‌های مینیاتوری، متوسط و خیلی بزرگ هستند

سیاهچاله‌های با جرم ستاره‌ای متوسط رایج‌ترین نوع هستند. آن‌ها زمانی شکل می‌گیرند که یک ستاره عظیم در حال مرگ منفجر می‌شود و هسته باقی‌مانده از وزن گرانشی خود را فرو می‌ریزد. در نهایت، به یک تَکینگی* کوچک و بی نهایت متراکم که مرکز را تشکیل می‌دهد تبدیل می‌شود. در حقیقت، سیاهچاله‌ها واقعاً چاله نیستند، بلکه نقاطی از ماده بسیار فشرده با ردپای گرانشی بزرگ هستند. سیاهچاله‌های با جرم ستاره‌ای معمولاً حدود ۱۰ برابر بیشتر از خورشید ما وزن دارند، اگرچه دانشمندان تعداد کمی را نیز کشف کرده اند که به طرز شگفت انگیزی بزرگتر هستند.

سیاهچاله‌های کلان پرجرم، بزرگ‌ترین سیاهچاله‌های جهان هستند که جرم برخی از آن‌ها میلیارد‌ها برابر خورشید ماست. دانشمندان به طور کامل نمی‌دانند که این نوع سیاهچاله چگونه به وجود می‌آید، اما این حفره‌های عظیم آسمانی ممکن است اندکی پس از انفجار بزرگ ظاهر شده باشند و اعتقاد بر این است که در مرکز هر کهکشانی، حتی کوچکترین کهکشان‌ها وجود دارند. کهکشان راه شیری خودمان به دور قوس A* یا Sgr A* می‌چرخد که دارای جرمی حدود ۴ میلیون خورشید است.

محققان اخیراً سیاهچاله‌های پنهانی را کشف کرده‌اند که به نظر می‌رسد مواد و گاز‌ها را با سرعت کمتری می‌بلعند، به این معنی که اشعه ایکس کمتری ساطع می‌شود، بنابراین تشخیص آن‌ها سخت‌تر است. ستاره شناسان بر این باورند که سیاهچاله‌های اولیه کوچک، چند ثانیه پس از انفجار بزرگ شکل گرفته اند. این راز‌های کوچک هنوز باید کشف و بررسی شوند، اما کوچکترین آن‌ها ممکن است کوچکتر از یک اتم باشد (اما با جرم یک سیارک).

سیاهچاله‌های زیادی برای شمارش وجود دارد

تصور می‌شود کهکشان راه شیری به تنهایی بین ۱۰ میلیون تا یک میلیارد سیاهچاله با جرم ستاره‌ای را در خود جای داده باشد، به علاوه درقوس Sgr A* با وجود ۱۰۰ میلیارد کهکشان، که هر کدام دارای میلیون‌ها سیاهچاله با جرم ستاره‌ای و یک هیولای فوق‌جرم هسته‌ای هستند (البته دیگر انواع آن کشف شده است)، شمارش تعداد دقیق سیاهچاله‌ها مانند تلاش برای شمارش دانه‌های شن است.

سیاهچاله‌ها همه چیز را می‌بلعند

مطمئن باشید، سیاهچاله‌ها مانند شکارچیان گرسنه، سیارات را تعقیب نمی‌کنند و یا حتی طعمه‌های فضایی را، بلکه این جانوران فضایی از موادی که خیلی نزدیک به مدار آن‌ها می‌چرخند تغذیه می‌کنند. مانند یک ستاره بیچاره که دانشمندان در دهه گذشته شاهد بلعیده شدن آن بوده‌اند (طولانی‌ترین غذای سیاه‌چاله‌ای که تا به حال ثبت شده است). خبر خوب این است که زمین در مسیر برخورد با هیچ سیاهچاله شناخته شده‌ای قرار ندارد.

اما فقط به این دلیل که بعید به نظر می‌رسد زمین نزدیک سیاه چاله‌ای باشد، به این معنی نیست که نباید نگران باشیم. دلیلش این است که Sgr A* و احتمالاً دیگر غول‌های عظیم الجثه گهگاه «اسپیت‌بال»‌هایی به اندازه یک سیاره را بیرون می‌اندازند که ممکن است روزی ما را در خود فرو ببرند.

چگونه توپ‌های فضایی از چنگال سیاهچاله‌ها رها می‌شوند؟ توپ‌های فضایی (اسپیت بال) در واقع از ماده‌ای ساخته شده اند که قبل از عبور از نقطه بی بازگشت از مرکز می‌لغزد و با تکه‌هایی ادغام می‌شود. در مورد Sgr A*، این قطعات سنگین با سرعت ۲۰ میلیون مایل در ساعت به کهکشان ما پرتاب می‌شوند. امیدواریم کسی هرگز به منظومه شمسی ما نزدیک نشود.

سیاهچاله‌های کلان پرجرم ستاره‌ها را به دنیا می‌آورند وتعداد ستاره‌های یک کهکشان را تعیین می‌کنند

به همان روشی که قطعاتی به اندازه یک سیاره از مرکز سیاهچاله به بیرون پرتاب می‌شود، یک کشف اخیر نشان می‌دهد که سیاهچاله‌های غول‌پیکر گهگاه موادی را برای تشکیل ستارگان جدید آزاد می‌کنند. نکته قابل توجه اینکه، برخی ستاره‌های زاده شده در اعماق فضا فرود می‌آیند که از کهکشان مبدا خود بسیار دورتر است.

یک مطالعه در سال ۲۰۱۸ در ژورنال Nature نشان داد که سیاهچاله‌های پرجرم نه تنها ستاره‌های جدیدی ایجاد می‌کنند، بلکه با تأثیر مستقیم بر سرعت خاموش شدن ستاره، تعداد آن‌ها را در یک کهکشان کنترل می‌کنند. شکل‌گیری ستاره، شاید به طرز عجیبی، در کهکشان‌هایی با سیاه‌چاله‌های کوچک‌تر در مرکز، سریع‌تر اتفاق بیافتد.

می‌توان به عمق سیاهچاله‌ها چشم دوخت

تلسکوپ جدید «افق رویداد» که با ۹ تلسکوپ در حد بالاترین وضوح تصویری در جهان کار می‌کند - اخیراً برای اولین بار از اطراف دو سیاهچاله عکس گرفت. یکی Sgr A* خودمان است و دیگری سیاهچاله‌ای بسیار پرجرم در مرکز کهکشان مسیه ۸۷، در فاصله ۵۳ میلیون سال نوری از ما. تصویر دومی که اکنون پووهی نامیده می‌شود، اخترشناسان را در آوریل ۲۰۱۹ متحیر کردو سؤالات جدیدی را در مورد شکل ظاهری سیاهچاله‌ها و قوانین فیزیکی حاکم بر آن‌ها را در ذهن دانشمندان به وجود آورد.

کشف یک سیاهچاله شگفت انگیز که با بقیه متفاوت است

ستاره شناسان در آفریقای جنوبی اخیراً به منطقه‌ای از فضای دور دست یافته اند که در آن سیاهچاله‌های بسیار پرجرم در چندین کهکشان در یک جهت قرار دارند. به این معنا که گاز‌های گلخانه‌ای آن‌ها به‌گونه‌ای بیرون می‌آیند که گویی با طراحی هماهنگ شده‌اند. تئوری‌های کنونی نمی‌توانند توضیح دهند که چگونه سیاهچاله‌هایی که با فاصله ۳۰۰ میلیون سال نوری از هم به نظر می‌رسند این طور هماهنگ عمل کنند. محققان می‌گویند، تنها راه ممکن این است که این سیاهچاله‌ها در یک جهت بچرخند – فرایندی که ممکن است در زمان شکل گیری کهکشان‌ها در کیهان اولیه رخ داده باشد.

* تَکینِگی گرانشی یا تَکینِگی فضازمان موقعیتی در فضا-زمان است که طبق پیش‌بینی نسبیت عام، در آن چگالی و میدان گرانشی جسم سماوی بی نهایت می‌شوند، به‌طوری که دیگر این کمیت‌ها وابسته به دستگاه مختصات مورد استفاده نخواهند بود. این کمیت‌ها، همان انحنای فضازمان هستند که شاخصی از چگالی ماده می‌باشند.