اسرار سیاه‌چاله ها تنها به وزن فوق‌العاده زیاد، گرانش بیش از اندازه و ابعاد بسیار کوچک این اجرام شگفت‌انگیز محدود نمی‌شوند. با علم نجوم همراه باشید تا ۸ حقیقت متحیرکننده در مورد سیاه‌چاله ها را مرور کنیم.

به گزارش دنیای نجوم از علم نجوم اسرار سیاه‌چاله 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 سیاه‌چاله ها خم می‌شود؛ اما این‌ها فقط بخشی از شگفتی‌های مربوط به یک سیاه‌چاله 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.

۱- سیاه چاله ها ممکن است مو داشته باشند!

در دهه ۶۰ میلادی فیزیکدانی به نام جان ویلر (John Wheeler)‌ اظهار کرد که سیاه‌چاله 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 سیاه‌چاله است که باعث وجود تفاوت بین سیاه‌چاله ها می‌شود.

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

اما این مورد از اسرار سیاه‌چاله ها به یک تئوری مربوط است که در سال ۲۰۱۶ 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 سیاه‌چاله وجود دارند که می‌توان از آن‌ها برای تشخیص سیاه‌چاله ها استفاده کرد. البته این تئوری هنوز اثبات نشده است.

۲- 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 سیاه‌چاله 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 سیاه‌چاله ها حجم قابل‌توجهی از گاز و گرد و غبار وجود دارد که تحت تاثیر جاذبه موجود به دورسیاه‌چاله 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 سیاه‌چاله به وجود می‌آورند که درست مثل فواره‌هایی که بر روی زمین می‌بینیم، اجرام موجود را به داخل فضا پرتاب می‌کنند.

۳- سیاه چاله ها تبخیر می‌شوند

یکی دیگر از اسرارسیاه‌چاله 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 سیاه‌چاله ها دائما پدیدار شوند و اگر آرایش این ذرات در شرایط درست قرار بگیرد، یکی از ذرات مورد نظر به داخل سیاه‌چاله 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 سیاه‌چاله ها از این طریق کوچک شده و در نهایت تبخیر می‌شوند.

۴- 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 سیاه‌چاله 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 سیاه‌چاله 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 سیاه‌چاله فرار می‌کنند انرژی بسیار زیادی را آزاد کرده و باعث می‌شوند که سیاه‌چاله ها با دیواره عظیمی از آتش احاطه شوند.

۵- سیاه چاله ها اطلاعات را خارج می‌کنند

مورد بعدی در لیست اسرار سیاه‌چاله 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 سیاه‌چاله 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 سیاه‌چاله از طریق در هم تنیدگی به ذره خارج شده منتقل شود؛ البته تا امروز این تئوری اثبات نشده است.

۶- سیاه چاله ها احتمالا همان ماده تاریک هستند

برخی دانشمندان معتقدند که پس از واقعه بیگ بنگ، حجم فوق‌العاده زیادی از سیاه‌چاله های بسیار کوچک به وجود آمده‌اند و از آنجایی که این سیاه‌چاله ها فوق‌العاده سنگین بوده و نوری ساطع نمی‌کنند، گفته شده که ممکن است این سیاه‌چاله ها همان ماده تاریکی باشند که حدودا ۸۵٪ 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 سیاه‌چاله بسیار کوچک را رد می‌کند و به همین دلیل این مورد از اسرار سیاه‌چاله ها در دنیای کیهان شناسی بسیار جنجال بر انگیز است. البته بر طبق مشاهدات محققان می‌توان گفت که سیاه‌چاله های با اندازه متوسط چیزی بین ۱ تا ۱۰٪ ماده تاریک موجود در کیهان را به خود اختصاص می‌دهند.

۷- سیاه چاله ها مواد را به آینده می‌فرستند

یکی از چالش‌های موجود در مورد پدیده کیهانی موردنظر این مطلب، بحث بی‌نهایت است؛ یک سیاه‌چاله 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 سیاه‌چاله 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 سیاه‌چاله در زمان سفر کرده و به آینده می‌رود. البته تا به امروز این ایده عجیب و غریب هنوز به اثبات نرسیده است.

۸- 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 سیاه‌چاله هایی داشته‌اند؛ راجر پنروز (Roger Penrose)، دانشمند معروف دانشگاه آکسفورد در همین رابطه اظهار کرده که پدیده تابش زمینه کیهانی (CBR) که به تشعشعات الکترومغناطیسی به‌جامانده از انفجار بیگ بنگ گفته می‌شود،‌ حاوی نشانه‌هایی از وجود این سیاه‌چاله 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.

منبع: livescience