آیا سیاهچاله‌ها واقعا یک چاله هستند؟

ما می‌دانیم که سیاهچاله‌ها به شکل‌های متفاوتی در جهان وجود دارند، اما تاکنون هیچکس نتوانسته به صورت مستقیم این اجرام را چه با چشم مسلح یا غیر مسلح مشاهده کند. برخی از سیاهچاله‌ها هیچ گونه اثری از خود برجای نمی‌گذارند و کاملا تاریک هستند در عین حال، برخی دیگر اثراتی از خود برجای می‌گذارند نظیر جدا شدن گاز‌های داغ از سطح ستاره‌ای که در نزدیکی سیاهچاله قرار دارد.

همچنین ما می‌دانیم که در مرکز کهکشان‌ها اجرام بسیار برجرمی هستند که براساس گفتۀ دانشمندان، این اجرام سیاهچاله‌های بسیار پرجرم هستند. دانشمندان معتقدند که سیاهچاله‌ها اجرام بسیار چگالی هستند که تا بیشترین حد ممکن فشرده شده اند. ناحیۀ اطراف سیاهچاله که اگر جسمی از مرز آن ناحیه بگذرد و به سیاهچاله نزدیک شود دیگر امکان خروج ندارد و به دام می‌افتد. این ناحیه براساس نسبیت عام اینشتین، فضا- زمان را دچار خمش شدیدی می‌کند طوری که حتی نور نیز توان گریز از این ناحیه را ندارد.

برخی دانشمندان در تلاش بودند که اثبات کنند اینشتین درست می‌گوید و سیاهچاله‌ها به علت گرانش بسیار قوی خود، به قدری در هم فشرده شده اند که تبدیل به نقاطی در فضا شده اند نه صرفا اجسام بسیار پرجرم که نوری از خود ساطع نمی‌کنند. اگر سیاهچاله‌ها نقاط کوچکی نبودند بلکه کره‌های متقارن با شعاع برابر یا حتی بزرگتر از شعاع شوارتزشیلد (شعاع افق رویداد) بودند، در این صورت ستارگان با سرعتی نزدیک به سرعت نور به این کره برخورد می‌کردند. ونبین لو دانشجوی ارشد اخترفیزیک در دانشگاه تگزاس گفت: «ما نتیجۀ این گونه برخورد‌های فرضی را با محاسبات نشان دادیم که می‌تواند در فواصل کیهانی قابل رویت باشند.»

اگر یک ستاره با سیاهچاله‌ای برخورد کند، ابتدا گاز‌های ستاره با سرعت از سطح ستاره جدا شده و به سمت سیاهچاله می‌روند و اختلال‌های جذر و مدی ناشی از نیروی گرانش موجب تکه تکه شدن ستاره می‌شود. اگر سیاهچاله به صورت کرۀ جامد بود در این صورت دانشمندان قادر به آشکارسازی پرتو‌های گسیل شده ناشی از برخورد ستاره با کره بودند و دیگر چیزی به نام افق رویداد وجود نداشت.

آقای لو و دستیارش داده‌هایی از ستارگانی که به داخل مرکز کهکشان‌ها سقوط می‌کنند و تعداد کهکشان‌هایی که پارامتر‌های از پیش تایین شده را دارا می‌باشند و همچنین شدت نور گسیل شده ناشی از برخورد را جمع آوری می‌کردند. آن‌ها هیچ گونه استدلالی برای پرتو‌های گسیل شده براساس مقاله‌ای که اخیرا در مجلۀ ماهانۀ انجمن سلطنتی ستاره شناسی منتشر شد، نداشتند.

آیا محدودیتی برای تحقیق وجود دارد؟ صد در صد جواب مثبت است. در آن مقاله محدودیت از جهت بزرگی سیاهچاله وجود دارد؛ تنها اندکی بیش از شعاع افق رویداد. اما این موجب ایجاد مباحث عدم قطعیت که پرتو نور تا می‌خواهد به زمین برسد ممکن است بسیار ضعیف شود. (قرمزگرایی گرانشی) اگر سیاهچاله‌ها کرات بزرگی به اندازه‌ی افق رویداد بودند، باز هم همین مسئله وجود داشت و نور دچار قرمز گرایی گرانشی می‌شد.

محققان همچنین چرخش سیاهچاله‌ها به دور خود را نیز نقض می‌کنند چرا که برخی اعداد دچار تغییر می‌گردند که محاسبات صرفا برای سیاهچاله‌های غول پیکر واقع در مرکز کهکشان‌ها صادق میباشد که جرمی برابر با میلیون‌ها برابر جرم خورشید دارند. همچنین محدودیت‌های دیگری هم وجود دارد. در این مورد از دکتر گرافت ترمبلای، اخترفیزیکدان مرکز نجوم و اخترفیزیک اسمیت سونیان- هاروارد سوال کردم. براساس آن چه فکر می‌کرد و می‌گفت: مقاله خوبی بود. اما او همچنین اشاره کرد که: «این فقط یک آزمایش ذهنی است و چیزی است که از محاسبات بدست آمده است.» دانشمندان پس از انجام یک سری محاسبات متوجه شدند که ما یک ناحیه‌ای را نمی‌توانیم مشاهده کنیم که افق رویداد نام دارد.

البته دانشمندان اکنون در تلاش هستند تا بتوانند سیاهچاله‌ها را با استفاده از برخی از تلسکوپ‌های رادیویی نظیر مجموعه "تلسکوپ افق رویداد" مکان یابی کنند. اما تا کنون فقط می‌دانیم که سیاهچاله‌ها واقعی هستند. حتی اگر وانمود کنیم آن‌ها وجود ندارند همچنان واقعی خواهند بود، اما پی بردن به اینکه آن‌ها ساختارشان چیست و اینکه در سیاهچاله‌ها چه اتفاقاتی می‌افتد، همچنان یک چالش بزرگ علمی است.

منبع: برترینها

1980