در داخل سیاهچاله چه اتفاقی می افتد؟

عصر ایران رفتن به سیاه چاله ها سفری است که بازگشتی ندارد. هنگامی که وارد “صحنه رویداد” می شویم (جایی که حتی آتش نیز نمی تواند از گرانش فرار کند)، دیگر راه برگشتی وجود ندارد. این احتمال وجود دارد که هواپیمای ما سقوط کند و ما به شکلی دیدنی کشته شویم. اما بیایید تصور کنیم که سرنوشت ما این نیست که در حین عبور از سیاهچاله بمیریم و بتوانیم به کاوش درونی سیاهچاله ادامه دهیم.

سیاهچاله ها چگونه تشکیل می شوند

هنگامی که یک “ابر ستاره غول پیکر” تمام سوخت خود را مصرف می کند، تحت وزن خود “فروپاش می کند” و تبدیل به سیاهچاله می شود. تنها ستاره هایی با جرم 25 برابر خورشید پس از مرگ خود تبدیل به سیاهچاله می شوند. از هر 1000 ستاره در کهکشان ما یک ستاره دارای جرم کافی برای تبدیل شدن به سیاهچاله است. حدود 100 میلیارد ستاره در کهکشان راه شیری ما وجود دارد. این بدان معناست که ممکن است در آینده تا 100 میلیون سیاهچاله وجود داشته باشد.

با این حال، به خاطر داشته باشید که این منطقه بسیار بزرگ است. حتی در یک کشتی فضایی با سرعت نور، هزاران سال نوری طول می کشد تا به نزدیک ترین سیاهچاله برسیم. اما تصور کنید اگر بر فناوری سفرهای فضایی مسلط باشیم. ما می توانیم از طریق یک کرم چاله سفر کنیم و یک سفینه فضایی بسازیم که با سرعت نور حرکت می کند. وقتی به سیاهچاله نزدیک می شویم در این سفر چه می بینیم؟

وقتی ستارگان می میرند، به سیاهچاله هایی با حداقل 25 برابر انرژی خورشید تبدیل می شوند

آیا فضای داخلی سیاهچاله شبیه گرداب است؟

حقیقت این است که ما نمی توانیم چیزی از یک سیاهچاله ببینیم. سیاهچاله واقعا سیاه است. با چرخش به دور سیاهچاله متوجه می شویم که ورود به سیاهچاله غیرممکن است. علاوه بر این، اگر سیاهچاله مانند سایر اجرام در جهان بچرخد، ممکن است شکل یک پوسته کروی داشته باشد. یعنی ناحیه ای که بیشترین محیط را در استوا دارد.

برای دید بهتر باید به مرکز کهکشان راه شیری برویم. مکانی که حاوی یک سیاهچاله کلان جرم است. سیاهچاله ای که جرم آن حدود 4 میلیون برابر خورشید است. گرانش این سیاهچاله گاز و غبار زیادی جمع کرد و همه چیز را به یک دیسک تبدیل کرد. این مواد وارد سیاهچاله می شوند و کل تصویر گرداب تشکیل می شود. وقتی همه این مواد مصرف می شوند، دمای آنها به دلیل تلاطم بالا می رود و در نتیجه دیسک تابش می کند و انرژی مصرف می کند و ذرات باردار زیادی را منتشر می کند.

یک سیاهچاله مواد را از یک ستاره مجاور به درون خود می کشد و آن را به صورت مارپیچی به یک دیسک می برد.

ماهیت سیاهچاله در کهکشان راه شیری

این دال که از مواد داغ ساخته شده است، به خودی خود بسیار دیدنی است. در واقع سیاهچاله به دلیل حجم زیادی از گاز و غباری که در اطراف آن انباشته شده است، مستقیماً دیده نمی شود. اما می توانید ببینید که چگونه گرانش پرتوهای نور را خم می کند و می پیچد. با انجام این کار، سیاهچاله بر ماده اطراف خود تأثیر می گذارد که به آن سایه سیاه چاله می گویند. گرانش حتی شکل این سایه را مخدوش می کند و باعث می شود پنج برابر بزرگتر از سیاهچاله به نظر برسد.

ما معمولا نور را به عنوان یک خط حرکت مستقیم در نظر می گیریم. اما در نزدیکی یک سیاهچاله، گرانش فوتون های نور را به سمت خود می کشد و باعث می شود آنها به دور سیاهچاله بچرخند. برخی فوتون ها می توانند از این چرخه فرار کرده و به چشم ما برسند. آنچه می بینید حلقه ای از نور در اطراف سایه است.

قسمت داخلی دیسک با سرعتی نزدیک به سرعت نور به دور سیاهچاله می چرخد. طبق نظریه نسبیت انیشتین، منبع نور وقتی به سمت شما می آید روشن تر است. البته این روزها مردم می گویند که نظریه نسبیت اینشتین اشتباه است.

یک نمای روشن

حتی اگر نمی توانید سیاهچاله را مستقیم ببینید، می توانید سایه آن را ببینید که توسط یک حلقه و یک هلال ماه احاطه شده است. در گذشته، برخی از محققان می‌ترسیدند که جرم گاز، غبار و ذرات برافزایشی که از دیسک خارج می‌شود، درک ما را از سیاهچاله مخدوش کند. برای اینکه بهتر نشان دهند سایه سیاهچاله چگونه است، محققان اخیرا شبیه سازی های کامپیوتری بسیار دقیقی انجام دادند که تمام گاز و گرانش سیاهچاله را در نظر گرفت. فریال اوزل، اخترفیزیکدان دانشگاه آریزونا این شبیه‌سازی اغلب در مستندهای علمی و فیلم‌های فانتزی استفاده می‌شود، اما مهم‌تر از آن، به ستاره‌شناسان کمک می‌کند بفهمند چه زمانی سایه شکل می‌گیرد. نفس كشيدن نگاه می کنند، چه می بینند؟

سیاهچاله توسط یک حلقه درخشان احاطه شده است

با ترکیب قدرت 11 تلسکوپ بزرگ روی زمین، اخترشناسان می توانند برای اولین بار از تلسکوپی به اندازه زمین برای دیدن سایه، حلقه و هلال یک سیاهچاله استفاده کنند. اوزل می‌گوید: «رویای من دیدن حلقه‌ای از سیاه‌چاله‌ها است که یک طرف آن روشن‌تر از طرف دیگر باشد».

قدرت ترکیبی این تلسکوپ ها ابزار بزرگی به نام تلسکوپ افق رویداد ایجاد می کند. این تلسکوپ ها در منطقه وسیعی از قطب جنوب تا شیلی قرار دارند و از ابررایانه ها برای پردازش حجم زیادی از داده ها استفاده می شود. شپ دولمن از MIT که پروژه تلسکوپ افق رویداد را رهبری می کند، گفت: «این تلسکوپ بالاترین بزرگنمایی را در بین تلسکوپ های تاریخ به ما می دهد. وی افزود: دیدن سایه سیاهچاله از زمین مانند تلاش برای دیدن یک گریپ فروت از ماه است.

آخرین کلمه

بر اساس محاسبات ریاضی، اگر جرم سیاهچاله فقط چند برابر جرم خورشید باشد، پراکندگی جسم بسیار قبل از رویداد آینده رخ خواهد داد. اما زمانی که جان پولچینسکی و سایر فیزیکدانان در سال 2012 سعی کردند بفهمند که آیا هیچ اطلاعاتی در سیاهچاله وجود ندارد، به نتیجه دیگری رسیدند. آنها می گویند طبق قانون کوانتومی، یک رویداد افقی مانند دیواری از آتش است که به محض وقوع شعله ور می شود و هرگز از بین نمی رود. اما بسیاری از فیزیکدانان با این ایده موافق نیستند.

فیزیکدانان ایده های زیادی برای دیدن درون سیاهچاله ها ارائه کرده اند. اما هنوز کسی با این نظریه ها موافق نیست. با این حال، نتیجه می گیریم که برای درک اینکه داخل سیاهچاله چگونه به نظر می رسد، باید به داخل آن بروید. با این حال، مشکل این است که وقتی وارد یک سیاهچاله می شوید، نمی توانید به کسی از دنیای بیرون بگویید که در آنجا چه دیدید.

منبع: دلتا