اروند خبر/به گزارش اروند خبر، دانشمندان با بررسی اثر سیاهچاله ها بر ستاره ها و گازهای اطرافشان و نیز ثبت امواج گرانشی، اطلاعات بیشتری درباره شکل گیری و ویژگی های این اجرام به دست آورده اند.
سیاهچاله (Black Hole) ناحیه ای از فضاـ زمان است که جرم زیادی در حجم کوچکی متمرکز شده و گرانش آن در نزدیکی مرزی به نام افق رویداد به اندازه ای شدید است که راه بازگشتی به بیرون باقی نمی ماند.
برای درک ساده تر، می توان مفهوم «سرعت گریز» را در نظر گرفت: سرعتی که یک جسم برای رهاشدن از گرانش یک جرم باید داشته باشد. در نزدیکی افق رویداد، گرانش به گونه ای است که حتی نور نیز نمی تواند از آن ناحیه فرار کند. این توضیح صرفا یک تشبیه ساده است؛ توصیف دقیق سیاهچاله به نظریه نسبیت عام و خمیدگی فضاـ زمان مربوط می شود.
یکی از راه های شکل گیری سیاهچاله، فروپاشی گرانشی هسته یک ستاره پرجرم است. ستاره در بیشتر عمر خود انرژی هسته ای تولید می کند. فشار ناشی از این انرژی به بیرون نیرو وارد می کند و در برابر گرانش رو به داخل قرار می گیرد.
وقتی سوخت هسته ای ستاره به پایان می رسد، این تعادل ممکن است برهم بخورد. اگر هسته به اندازه کافی پرجرم باشد، گرانش آن را به شدت فشرده می کند و ممکن است سیاهچاله ای شکل بگیرد. این فرایند گاهی با انفجار ابرنواختری همراه است، اما همه سیاهچاله ها الزاما به همین شیوه پدید نمی آیند.
سیاهچاله های کلان جرم نیز در مرکز بسیاری از کهکشان ها دیده می شوند. منشا دقیق آن ها هنوز به طور کامل روشن نیست؛ ممکن است در اثر رشد سیاهچاله های کوچک تر، ادغام اجرام پرجرم و جذب مواد در طول زمان شکل گرفته باشند.
افق رویداد (Event Horizon) مرزی است که پس از عبور از آن، هیچ پیام یا نوری نمی تواند به بیرون برسد. این مرز سطحی جامد نیست، بلکه حدی در فضاـ زمان است.
در توصیف کلاسیک نسبیت عام، ماده در مرکز سیاهچاله به ناحیه ای به نام تکینگی (Singularity) فرو می ریزد؛ جایی که مدل ریاضی، چگالی و خمیدگی فضاـ زمان را نامتناهی پیش بینی می کند. با این حال، دانشمندان نمی دانند در مرکز سیاهچاله واقعا چه رخ می دهد. برای پاسخ کامل به این پرسش، به نظریه ای نیاز است که گرانش را با مکانیک کوانتومی پیوند دهد.
برخی سیاهچاله ها با گاز، غبار و مواد داغی احاطه شده اند که به شکل قرصی پیرامون آن ها می چرخند. به این ساختار قرص برافزایشی (Accretion Disk) می گویند. مواد در قرص، بر اثر فشرده شدن و اصطکاک داغ می شوند و ممکن است تابش پرانرژی، از جمله پرتو ایکس، منتشر کنند. اخترشناسان با بررسی این تابش ها می توانند برخی سیاهچاله ها را شناسایی کنند؛ سیاهچاله هایی که خودشان نور منتشر نمی کنند.
سیاهچاله ها را معمولاً بر اساس جرمشان به چند گروه تقسیم می کنند:
کمان ای* (Sagittarius A*) سیاهچاله کلان جرم مرکز کهکشان راه شیری است. جرم آن حدود چهار میلیون برابر جرم خورشید برآورد می شود. اخترشناسان با بررسی حرکت ستاره های نزدیک به مرکز کهکشان، شواهد مهمی از وجود آن به دست آورده اند.
نمونه مشهور دیگر M87*، سیاهچاله کلان جرم مرکز کهکشان مسیه ۸۷ است. در سال ۲۰۱۹، تلسکوپ افق رویداد تصویری از ناحیه پیرامون این سیاهچاله منتشر کرد. تصویر، سایه سیاهچاله را در میان تابش حلقه ای از گاز داغ نشان می دهد؛ نه سطح خود سیاهچاله را. نور نمی تواند از افق رویداد خارج شود، اما تابش ماده داغ اطراف و اثر گرانشی سیاهچاله قابل رصد است.
نه. سیاهچاله ها مانند جاروبرقی کیهانی عمل نمی کنند. گرانش آن ها، مانند گرانش هر جرم دیگری، به جرم و فاصله بستگی دارد. اجرامی که از فاصله کافی دور باشند می توانند در مدار خود باقی بمانند.
اگر خورشید را به طور فرضی با سیاهچاله ای هم جرم جایگزین کنیم، زمین تقریباً همان مدار را حفظ می کند؛ اما دیگر نور و گرمای خورشید را دریافت نخواهد کرد. تنها اجرامی که به اندازه کافی به سیاهچاله نزدیک شوند ممکن است به دام گرانش آن بیفتند.
مطالعه سیاهچاله ها کاربرد روزمره یا صنعتی مستقیمی ندارد، اما برای فهم قوانین بنیادی طبیعت اهمیت زیادی دارد. این اجرام محیط هایی فراهم می کنند که در آن می توان رفتار گرانش را در شرایط بسیار شدید بررسی کرد. از مهم ترین زمینه های پژوهش می توان به این موارد اشاره کرد:
سیاهچاله های شناخته شده تهدید مستقیمی برای زمین نیستند. آن ها در فاصله های بسیار زیادی از منظومه شمسی قرار دارند و شواهدی از نزدیک شدن یک سیاهچاله به زمین وجود ندارد. برای ایجاد اثر گرانشی خطرناک بر زمین، یک سیاهچاله باید به اندازه کافی نزدیک باشد.
اگر جسمی به سیاهچاله نزدیک شود، نیروهای گرانشی در بخش های مختلف آن ممکن است تفاوت زیادی داشته باشند. این نیروها که نیروهای کشندی نامیده می شوند، در شرایطی می توانند جسم را بکشند و از هم بگسلند.
سیاهچاله ناحیه ای از فضاـ زمان با گرانشی بسیار شدید است که پس از عبور از افق رویداد، حتی نور نیز نمی تواند از آن بیرون بیاید. بعضی سیاهچاله ها از فروپاشی ستاره های پرجرم پدید می آیند و برخی دیگر، از جمله سیاهچاله های کلان جرم مرکز کهکشان ها، جرم بسیار بیشتری دارند. مطالعه این اجرام به شناخت گرانش، تحول کهکشان ها و قوانین بنیادی جهان کمک می کند. با پیشرفت فناوری های رصدی، دانش دانشمندان درباره سیاهچاله ها همچنان افزایش می یابد.
دیدگاه