سياه چاله ها يكی از بحث برانگیزترین اجرام آسمانی می باشند که از جذاب ترین نواحی فضا محسوب می شوند. سياه چاله ها به علت خواص منحصر به فرد و موجوديت ناشناخته خود، موضوع تحقيق بسياری از علم آموزان و دانشمندان می باشد. با ما همراه باشيد تا بيشتر اين موجوديت ناشناخته و عجيب را بشناسيد.
سیاه چاله چیست؟
ساده ترين تعريف برای سياه چاله اين است: نقطه ای از فضا که جاذبه و چگالی بسيار بالايی دارد به طوری كه نور هم نمی تواند از آن بگریزد. جاذبه آن به حدی قوی است كه تمامی مواد اطراف خود را به كوچک ترين حالت خود تبديل می كند. آلبرت اینشتین برای اولین بار در سال ۱۹۱۶ با نظریه نسبیت عام احتمال وجود سیاه چاله ها را مطرح کرد.
بر‌‌‌اساس نظریه نسبیت عام، جرمی که به اندازه کافی فشرده شود می تواند فضا و زمان را خم كند و تشكيل سياه چاله دهد. سياه چاله ها به علت جاذبه بالايی كه دارند انعكاس يا بازتابي از خود را منتشر نمی کنند در نتيجه شكل مشخص و معلومي ندارد اما اثری كه بر مواد اطراف خود می گذارد آن را قابل شناسايی كرده است.
سیاه چاله چگونه به وجود می آید؟
اغلب اوقات سياه چاله ها پس از مرگ یک ستاره تشکیل می شوند. ستاره هايی با جرم بسيار زياد، پس از انفجار تبديل به سياه چاله می شوند.
وقتی ستاره ای با جرم بسيار زياد، در اواخر عمر خود جرم از دست داده و كل سوخت خود را مصرف می کند، هسته این ستاره ناپایدار شده و دچار درون ریزی گرانشی می شود در نهایت لایه های بیرونی ستاره از بین می روند. اين ستاره ها در انتهای عمر خود دچار انفجاری عظيم شده كه به آن انفجار نواختر می گویند و در نهايت اين ستاره تبديل به يک ستاره نوترونی يا سياه چاله می شود.
بر‌‌‌اساس نظریه استیون هاوکینگ، سیاه چاله‌های کوچک آغازین، جرمی كوچک تر يا هم اندازه سيارک ها داشته و در جريان بيگ بنگ تشكيل شده اند. بيگ بنگ سرآغاز حيات در فضا است كه با وقوع آن، مواد و اتم ها ساخته شدند.
درون سیاه چاله چه میگذرد؟
سیاه چاله‌ها سه لایه دارند: افق رویداد خارجی، داخلی و تکینگی.
افق رویداد
افق رویداد سیاه چاله به مرز اطراف دهانه سیاه چاله گفته می شود. وقتی ذره ای به افق رويداد نزديک شود دیگر نمی تواند از پس جاذبه سياه چاله بربيايد و توسط سياه چاله بلعیده می شود. جاذبه در افق رویداد ثابت است. در افق رویداد سرعت گریز از سرعت نور فراتر می رود به همين علت است كه نور نيز نمی تواند از آن فرار کند.
بر‌‌‌اساس نظریه نسبیت عام اینشتین نور، پر سرعت ترين ذره در فضا می باشد. بايد گفت كه اندازه دهانه افق رويداد به جرم وابسته است.
تکینگی
بخش داخلی سیاه چاله که جرم آن را تعریف می کند، تکینگی نامیده می شود. در اين نقطه به علت خم شدن نامتناهی زمان و فضا، تمامی قوانين فيزيكی نقض می شود.
انواع سیاه چاله
سیاه چاله های ستاره‌ای
وقتی سوخت ستاره‌ای تمام شود، فروپاشی گرانشی را به دنبال دارد. اين فرايند در ستاره های کوچک موجب ايجاد ستاره های نوترونی يا كوتوله سفيد می شود اما در ستاره های بزرگ تر كه جرم بيشتری نيز دارند، سياه چاله های ستاره ای به وجود می آيند.
سیاه چاله‌های جرم متوسط
اين سياه چاله به گمان بعضی از دانشمندان ممكن است در اثر برخورد متوالی و خوشه ای چندين ستاره به يكديگر، ايجاد شده باشند.
سیاه چاله‌های کلان جرم
سیاه چاله‌های کلان جرم ممكن است با يک ستاره معمولی هم عرض باشند اما چندین میلیارد برابر جرم بیشتری دارند. به گمان دانشمندان این سیاه چاله‌ها در مرکز کهکشان ها از جمله راه شیری قرار دارند.
هنوز هم با وجود تحقيقات بسيار محققان و دانشمندان، توضيح واضح و جامعی برای چگونگى شكل گيرى اين سياه چاله ها وجود ندارد.
سیاه چاله و سفر در زمان
دانشمندان و فيزيكدانان با تحقيقات بسيار به اين نتيجه رسيدند كه سياه چاله ها به علت چگالی بالای خود و همچنين نيروی جاذبه بسيار زياد، می توانند هر جرم يا ذره ای را از جمله زمان و فضا خم كنند. به اين دليل فرضيه های بسيار زيادی مبنی بر امكان سفر در زمان با استفاده از سياه چاله ها مطرح شد. اگر به نتايج منطقی محققين نگاهی بياندازيم می فهميم كه اين فرضيه ای بعيد و دور از ذهن نيست. چرا كه سياه چاله ها توانایی خم کردن زمان و فضا را دارند و قوانين فيزيک در مورد اين سياه چاله ها صدق نمی کند.
به اين ترتيب اگر دانشمندان بتوانند سياه چاله در زمين ايجاد كنند كه بتوان آن را كنترل كرد، آرزوی ديرينه انسان ها يعنی سفر در زمان تحقق خواهد يافت.
درباره سیاه چاله کهکشان راه شیری
ساگیتاریوس A* منبع رادیویی بسیار فشرده و درخشان در مرکز کهکشان راه شیری می باشد. این جرم در نزدیکی مركز صورت های فلکی ساگیتاریوس و اسکورپیوس (عقرب) قرار گرفته است.
اعلام رسمی کشف ساگیتاریوس A* در 31 اكتبر سال 2018 بود. ستاره شناسان با مشاهده كردن توده های گازی اطراف ساگیتاریوس و سنجش ميزان سرعت آن ها در اطراف آن توانستند ساگيتاريوس را كشف كنند.
