کد خبر:۱۴۶۷۹۱۰
گزارش|
سیاه‌چاله‌ها واقعاً همه‌چیز را می‌بلعند؟ / راز گرانش مرموزترین اجرام کیهان
سیاه‌چاله‌ها برخلاف تصور عمومی، همه‌چیز را نمی‌بلعند؛ اما چه چیزی باعث می‌شود گرانش آنها آن‌قدر قدرتمند باشد که حتی نور هم راه فراری نداشته باشد.
به گزارش خبرنگار دانشگاه خبرگزاری دانشجو؛ وقتی صحبت از سیاه‌چاله‌ها می‌شود، احتمالاً تصویری از یک حفره تاریک در ذهن شکل می‌گیرد که هر چیزی را در مسیر خود می‌بلعد؛ از ستاره‌ها و سیاره‌ها گرفته تا نور و حتی کهکشان‌ها. اما واقعیت علمی کمی متفاوت است. سیاه‌چاله‌ها، با وجود گرانش فوق‌العاده قدرتمندشان، مانند یک جاروبرقی کیهانی عمل نمی‌کنند که هر چیزی را از فاصله‌ای دور به سمت خود بکشانند. پس راز قدرت آنها چیست و چه چیزی باعث می‌شود حتی نور هم نتواند از چنگالشان فرار کند؟
سیاه‌چاله چیست و چگونه شکل می‌گیرد؟
سیاه‌چاله ناحیه‌ای از فضاست که جرم بسیار زیادی در حجم نسبتاً کوچکی متمرکز شده و گرانش آن به اندازه‌ای شدید است که پس از عبور از مرزی مشخص، هیچ چیز نمی‌تواند به بیرون بازگردد؛ حتی نور هم نمی‌تواند.
یکی از راه‌های شکل‌گیری سیاه‌چاله، مرگ برخی ستاره‌های پرجرم است. ستاره‌ها در طول عمر خود با فرایند‌های هسته‌ای، انرژی تولید می‌کنند. این انرژی به ایجاد فشاری کمک می‌کند که در برابر نیروی گرانش رو به داخل ستاره مقاومت می‌کند. هنگامی که سوخت هسته‌ای ستاره به پایان می‌رسد، تعادل آن ممکن است برهم بخورد و هسته ستاره تحت تأثیر گرانش فروبپاشد. اگر شرایط لازم فراهم باشد، این فرایند به تشکیل سیاه‌چاله منجر می‌شود.
البته همه سیاه‌چاله‌ها از مرگ ستاره‌ها به وجود نمی‌آیند. سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم نیز در مرکز بسیاری از کهکشان‌ها وجود دارند و جرم آنها می‌تواند میلیون‌ها تا میلیارد‌ها برابر جرم خورشید باشد. منشأ دقیق و مسیر رشد برخی از این اجرام همچنان از پرسش‌های مهم اخترفیزیک است.
چرا حتی نور نمی‌تواند فرار کند؟
برای درک این موضوع باید با مفهومی به نام «افق رویداد» آشنا شویم. افق رویداد مرزی فرضی پیرامون سیاه‌چاله است که پس از عبور از آن، راه بازگشت به بیرون وجود ندارد. این مرز را می‌توان نقطه بی‌بازگشت سیاه‌چاله دانست.
برخلاف تصور رایج، سیاه‌چاله نور را مانند یک ماده نمی‌بلعد. بر اساس نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین، جرم و انرژی ساختار فضا و زمان را تغییر می‌دهند. در نزدیکی سیاه‌چاله، این اثر به اندازه‌ای شدید است که مسیر‌های ممکن برای حرکت به آینده، درون افق رویداد، دیگر به بیرون منتهی نمی‌شوند.
از آنجا که نور نیز در فضاـزمان حرکت می‌کند، نمی‌تواند از این مرز به بیرون راه پیدا کند. به همین دلیل، سیاه‌چاله را نمی‌توان مستقیماً از نور ساطع‌شده از درون افق رویداد مشاهده کرد.
آیا سیاه‌چاله‌ها هر چیزی را از فاصله دور می‌کشند؟
پاسخ کوتاه، خیر است، سیاه‌چاله‌ها نیروی گرانشی دارند، اما این نیرو به جرم و فاصله بستگی دارد. اگر خورشید به‌طور فرضی با سیاه‌چاله‌ای هم‌جرم خودش جایگزین می‌شد، زمین در فاصله فعلی خود همچنان تقریباً همان مدار را طی می‌کرد؛ البته دیگر نور و گرمای خورشید را دریافت نمی‌کرد.
این مثال نشان می‌دهد که سیاه‌چاله صرفاً به دلیل سیاه‌چاله بودن، اجرامی را که از فاصله دور در مدار پایداری قرار دارند، به سمت خود نمی‌کشد. آنچه اهمیت دارد، جرم، فاصله و سرعت حرکت اجرام است.
البته اگر ستاره یا سیاره‌ای بیش از اندازه به سیاه‌چاله نزدیک شود، شرایط تغییر می‌کند. اختلاف گرانش در بخش‌های مختلف یک جسم می‌تواند آن را تحت کشش شدید قرار دهد؛ پدیده‌ای که به آن «نیرو‌های کشندی» گفته می‌شود. در شرایط مناسب، این نیرو‌ها می‌توانند یک ستاره را از هم بگسلند و مواد آن را به اطراف سیاه‌چاله بکشند.
اگر سیاه‌چاله سیاه است، چگونه آن را کشف می‌کنیم؟
سیاه‌چاله‌ها از خود نور معمولی منتشر نمی‌کنند که بتوانیم مانند یک ستاره آنها را ببینیم؛ اما اثرشان بر محیط اطراف، سرنخ‌های مهمی در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد.
یکی از این سرنخ‌ها، حرکت ستاره‌هاست. اگر ستاره‌ای در اطراف جرمی نامرئی حرکت کند و مدار آن نشان دهد که جرم بزرگی در آن ناحیه وجود دارد، ممکن است با یک سیاه‌چاله روبه‌رو باشیم. دانشمندان با بررسی حرکت ستاره‌ها و اندازه‌گیری اثر گرانشی جرم نامرئی، می‌توانند وجود آن را بررسی کنند.
روش دیگر، مشاهده موادی است که به سوی سیاه‌چاله حرکت می‌کنند. گاز و غبار اطراف برخی سیاه‌چاله‌ها می‌توانند در یک ساختار چرخان به نام «قرص برافزایشی» جمع شوند. این مواد هنگام فشرده‌شدن و برهم‌کنش با یکدیگر، بسیار داغ می‌شوند و تابش پرانرژی تولید می‌کنند؛ بنابراین گاهی محیط اطراف سیاه‌چاله بسیار درخشان است، در حالی که خود سیاه‌چاله مستقیماً دیده نمی‌شود.
لینک کپی شد
گزارش خطا
اخبار مرتبط
