8 مورد از اسرار سیاه چاله ها که شما را حیرت‌زده می‌کنند!

MacTavish · 8/12/19

اسرار سیاه چاله ها تنها به وزن فوق‌العاده زیاد، گرانش بیش از اندازه و ابعاد بسیار کوچک این اجرام شگفت‌انگیز محدود نمی‌شوند. با گجت نیوز همراه باشید تا 8 حقیقت متحیرکننده در مورد سیاه چاله ها را مرور کنیم.

اسرار سیاه چاله ها که به عنوان یکی از شگفت‌انگیزترین اجرام آسمانی شناخته می‌شوند، برای دهه‌ها ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده است. این پدیده عجیب شامل جرمی بسیار زیاد و ابعادی بسیار کوچک بوده که به واسطه گرانش فوق‌العاده قوی، تمامی اجرام اطراف را به همراه فوتون‌های نور به داخل می‌کشد. از طرف دیگر تار و پود فضا زمان هم به واسطه گرانش حیرت‌انگیز سیاه چاله ها خم می‌شود؛ اما این‌ها فقط بخشی از شگفتی‌های مربوط به یک سیاه چاله هستند.

مطالبی که در ادامه می‌خوانیم، بخش دیگری از تئوری‌ها، ایده‌ها و اطلاعاتی که در مورد این پدیده کیهانی عجیب وجود دارد را به ما نشان می‌دهند.

حیرت‌انگیزترین اسرار سیاه چاله ها

1. سیاه چاله ها ممکن است مو داشته باشند!

در دهه 60 میلادی فیزیکدانی به نام جان ویلر (John Wheeler)‌ اظهار کرد که سیاه چاله ها هیچ مویی ندارند! البته کلمه مو در اینجا همان کاربرد روزمره میان مردم عادی را نداشته و این اصطلاح مربوط به هر ویژگی خاصی به غیر از جرم، چرخش و مومنتوم زاویه‌ای سیاه چاله است که باعث وجود تفاوت بین سیاه چاله ها می‌شود.

این دانشمند گفت که ویژگی‌های خاص دیگر یا همان موهای سیاه چاله در افق رویداد این پدیده‌ شگفت‌انگیز محو می‌شوند. افق رویداد مرزی در اطراف سیاه چاله است که در داخل محدوده آن جاذبه این جرم آسمانی به قدری قوی می‌شود که حتی فوتون‌های نور هم نمی‌توانند از بلعیده شدن توسط سیاه چاله خلاص شوند.

اما این مورد از اسرار سیاه چاله ها به یک تئوری مربوط است که در سال 2016 توسط دانشمند فقید،‌ استیون هاوکینگ ارائه شد. این فیزیکدان اعلام کرد که برعکس آنچه تصور می‌شد، اجرام آسمانی مورد بحث ما بسیار پر مو هستند و ذراتی بدون انرژی حاوی اطلاعاتی در مورد مواد بلعیده شده توسط سیاه چاله وجود دارند که می‌توان از آن‌ها برای تشخیص سیاه چاله ها استفاده کرد. البته این تئوری هنوز اثبات نشده است.

2. سیاه چاله ها فواره به وجود می‌آورند

همانطور که گفته شد این اجرام آسمانی فوق‌العاده سنگین از جاذبه‌ی بسیار قدرتمندی برخوردارند که همه‌چیز را به داخل خود جذب می‌کند، اما اگر موادی به اندازه کافی به افق رویداد یک سیاه چاله نزدیک نشوند،‌ در اطراف این جرم می‌چرخند و رفتاری همانند رفتار آب در هنگام تخلیه شدن در داخل حفره‌ها، از خود نشان می‌دهند.

در واقع بررسی‌های جدید نشان می‌دهند که در اطراف سیاه چاله ها حجم قابل‌توجهی از گاز و گرد و غبار وجود دارد که تحت تاثیر جاذبه موجود به دور سیاه چاله می‌گردند و به دلیل اصطکاک بین ذرات، دمای آن‌ها بالا رفته و تبدیل به طوفان‌های کیهانی می‌شوند. این حرکت چرخشی در عین حال حلقه‌هایی را به دور سیاه چاله به وجود می‌آورند که درست مثل فواره‌هایی که بر روی زمین می‌بینیم، اجرام موجود را به داخل فضا پرتاب می‌کنند.

3. سیاه چاله ها تبخیر می‌شوند

یکی دیگر از اسرار سیاه چاله ها بر اساس اصول مکانیک کوانتوم این اجازه را می‌دهد که ذرات از داخل این اجرام فرار کنند. برخی تئوری‌ها نشان می‌دهند که ذرات زیر اتمی، به صورت جفت، در افق رویداد سیاه چاله ها دائما پدیدار شوند و اگر آرایش این ذرات در شرایط درست قرار بگیرد، یکی از ذرات مورد نظر به داخل سیاه چاله کشیده شده و جفت آن ذره با سرعتی بسیار زیاد از جاذبه افق رویداد فرار کرده و مقدار مشخصی انرژی را همراه با خود می‌برد.

این پدیده که توسط استیون هاوکینگ کشف شد، با نام تابش هاوکینگ شناخته می‌شود و از آنجایی که انرژی طبق فرمول معروف انیشتین با جرم برابر است، با گذشت زمان سیاه چاله ها از این طریق کوچک شده و در نهایت تبخیر می‌شوند.

4. دیواره‌ای آتشین در اطراف سیاه چاله ها وجود دارد

یکی از مشکلاتی که با در نظر گرفتن تئوری تابش هاوکینگ به وجود می‌آید، به در هم تنیدگی کوانتومی مربوط است. بر اساس قواعد فیزیک کوانتوم ذرات در هم تنیده اتفاقات مشابهی را تجربه می‌کنند و اگر یکی از این ذرات به عنوان مثال، وارد افق رویداد سیاه چاله شود، ذره‌ای که با سرعت و انرژی فرار می‌کند هم به دلیل درهم تنیدگی دچار تغییر می‌شود.

بر طبق یکی از نظریه‌های موجود اعلام شده که ورود یک ذره زیر اتمی به سیاه چاله باعث از بین رفتن درهم تنیدگی ذره می‌شود. فیزیکدانان می‌گویند که اگر در هم تنیدگی ذرات از بین برود مقدار زیادی انرژی آزاد می‌شود و اگر چنین تئوری درست باشد، تمامی ذراتی که از سیاه چاله فرار می‌کنند انرژی بسیار زیادی را آزاد کرده و باعث می‌شوند که سیاه چاله ها با دیواره عظیمی از آتش احاطه شوند.

5. سیاه چاله ها اطلاعات را خارج می‌کنند

مورد بعدی در لیست اسرار سیاه چاله ها یکی دیگر از معماهای موجود در مورد این اجرام بوده که برای مدت‌ها ذهن دانشمندان را درگیر کرده است؛ بر اساس قوانین مکانیک کوانتوم اطلاعات هیچ ذره‌ای در جهان از بین نمی‌رود، اما از طرف دیگر وقتی یک ذره وارد افق رویداد سیاه چاله می‌شود و به واسطه جاذبه موجود در یک نقطه بی‌نهایت سنگین فشرده می‌شود، اطلاعات آن باید برای همیشه از بین برود.

این مسئله با نام «پارادوکس اطلاعات» شناخته می‌شود و دانشمندان به تازگی اظهار کرده‌اند که ممکن است بر اساس اصول تابش هاوکینگ، اطلاعات ذره وارد شده به سیاه چاله از طریق در هم تنیدگی به ذره خارج شده منتقل شود؛ البته تا امروز این تئوری اثبات نشده است.

6. سیاه چاله ها احتمالا همان ماده تاریک هستند

برخی دانشمندان معتقدند که پس از واقعه بیگ بنگ، حجم فوق‌العاده زیادی از سیاه چاله‌های بسیار کوچک به وجود آمده‌اند و از آنجایی که این سیاه چاله ها فوق‌العاده سنگین بوده و نوری ساطع نمی‌کنند، گفته شده که ممکن است این سیاه چاله ها همان ماده تاریکی باشند که حدودا 85% مواد تشکیل دهنده کل کیهان را شامل می‌شود.

ماده تاریک یکی از مرموزترین پدیده‌های کشف‌شده توسط دانشمندان است که اطلاعات بسیار اندکی در مورد آن وجود دارد. از طرف دیگر داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط رصدخانه موج گرانشی با تداخل‌سنج لیزری یا همان لایگو (LIGO)، امکان وجود تعداد بی‌شماری سیاه چاله بسیار کوچک را رد می‌کند و به همین دلیل این مورد از اسرار سیاه چاله ها در دنیای کیهان شناسی بسیار جنجال بر انگیز است. البته بر طبق مشاهدات محققان می‌توان گفت که سیاه چاله‌های با اندازه متوسط چیزی بین 1 تا 10% ماده تاریک موجود در کیهان را به خود اختصاص می‌دهند.

7. سیاه چاله ها مواد را به آینده می‌فرستند

یکی از چالش‌های موجود در مورد پدیده کیهانی موردنظر این مطلب، بحث بی‌نهایت است؛ یک سیاه چاله جرم خود را در یک نقطه بی‌نهایت کوچک و چگال فشرده می‌کند و این موضوع با قواعد کلی علم فیزیک سازگار نیست. به همین دلیل پژوهشگران به دنبال ارائه توجیهی برای این مسئله هستند.

یکی از پاسخ‌های مطرح شده در مورد معمای بی‌نهایت سیاه چاله ها «گرانش حلقه کوانتوم» نام دارد که بر اساس آن تار و پود فضا زمان در نزدیکی مرکز سیاه چاله با قدرت زیادی خمیده شده و به این ترتیب بخشی از این جرم آسمانی عجیب را در آینده وارد می‌کند؛ بنابراین ماده وارد شده به سیاه چاله در زمان سفر کرده و به آینده می‌رود. البته تا به امروز این ایده عجیب و غریب هنوز به اثبات نرسیده است.

8. دانشمندان سیاه چاله‌هایی از دنیاهای دیگر را رصد کرده‌اند

بر اساس یکی از جنجالی‌ترین رصدهای انجام شده گفته می‌شود که کیهان ما دومین و یا چندمین دنیایی است که به وجود آمده و دنیاهای پیش از ما در خود سیاه چاله‌هایی داشته‌اند؛ راجر پنروز (Roger Penrose)، دانشمند معروف دانشگاه آکسفورد در همین رابـ*ـطه اظهار کرده که پدیده تابش زمینه کیهانی (CBR) که به تشعشعات الکترومغناطیسی به‌جامانده از انفجار بیگ بنگ گفته می‌شود،‌ حاوی نشانه‌هایی از وجود این سیاه چاله ها، قبل از ایجاد پدیده‌ای به اسم زمان است.

سایر دانشمندان گفته‌اند که اطلاعات ارائه شده توسط پنروز چیزی بیشتر از نویزهای پس زمینه بعد از انفجار بزرگ نیستند، اما غلط بودن این نظریه هنوز به صورت کامل رد نشده است.