پس از سال‌ها کنجکاوی و سوالات بی‌پایان بشر نسبت به سیاه چاله و چیزی که در آن جریان دارد، سرانجام دانشمندان نجوم و ستاره شناسی موفق به ثبت تصویری شگفت انگیز از یک سیاه چاله در کهکشان راه شیری شدند. ثبت تصویر سیاه چاله در کهکشان راه شیری، شروع مسیری‌ست که اطلاعات تازه‌ای از این پدیده به انسان خواهد داد.

اما سیاه چاله چیست و چه چیزی درباره آن می‌دانیم؟

ماهیت سیاه چاله

سیاه چاله‌ها همان طور که از نامشان می‌توان حدس زد، محدوده‌ای در فضا هستند که هیچ چیز قادر به گریز از آن‌ها نخواهد بود. در میدان سیاه چاله نیروی گرانشی فوق العاده قوی جریان دارد و هر جرمی که به شعاع این میدان وارد شود، قادر به خروج نخواهد بود. قدرت سیاه چاله‌ها به شکلی‌ست که هر جرمی یا حتی شعاع نور و پرتوهای تابشی را نیز خواهد بلعید.

جالب است بدانید که سیاه چاله‌های متعددی تاکنون توسط ستاره شناسان در مسیرهای فضایی مختلف، کشف شده‌اند.

اگر به تصاویری که پیش از این به عنوان تمثیل از سیاه چاله‌ها ارائه شده است، نگاه کنید؛ یک سیاهی بی پایان در مرکز سیاه چاله می‌بینید. این سیاهی همان جایی‌ست که نیروی جاذبه قوی و غیرقابل غلبه قرار داشته و هر جرم و پرتویی را به خود جذب می‌کند.

اما سیاه چاله‌ها چطور به وجود می‌آیند؟ سیاه چاله‌ها در حقیقت حاصل مرگ ستاره‌های غول پیکر هستند. زمانی که همجوشی داخل ستاره به وقوع پیوسته و فروپاشی شکل می‌گیرد، در واقع به طور مرتب واکنش‌های هسته‌ای اتفاق می‌افتد.

این واکنش‌ها تا جایی ادامه پیدا می‌کنند که انرژی درون ستاره به پایان رسیده و امکان انفجار دیگر در میان نباشد.

این نقطه را تصور کنید که سوخت داخل ستاره تمام شده، اما هنوز نیروی گرانش آن با قدرت تمام در فوران است. چه اتفاقی می‌افتد؟ نیروی گرانش باعث می‌شود تا جرم ستاره به درون سیاهی گرانشی کشیده شود. کشیده شدن ستاره به داخل، با یک ابرانفجار دیگر همراه شده و هر آن چیزی که از پرتوهای نور و اجرام باقی مانده، متلاشی گشته و به فضا پرتاب می‌شود. پس از این پرتاب و واپاشی کامل، تنها نیروی گرانشی را خواهیم داشت. این همان حفره سیاهی‌ست که هیچ جرم و نوری از آن گریز ندارد.

مرکز سیاه چاله فضا و زمان را درنوردیده و به عنوان حفره‌ای در مکان و زمان جای می‌گیرد. مرزی که با ورود به آن، توسط سیاه چاله بلعیده شده و راه برگشتی وجود ندارد را افق رویداد یا Event Horizon می‌نامند. همین طور مرکز و حفره سیاه چاله را با نام علمی تکینگی خطاب می‌کنند. در صورتی که جرم یا پرتوی نوری به افق رویداد وارد شود، به حتم نصیب تکینگی شده و قادر به خروج از دام سیاه چاله نخواهد بود.

کشف سیاه چاله

پیش از این یک سیاه چاله را با توجه به اثرات آن تشخیص می‌دادند. به واقع با سنجش تاثیری که محدوده آن بر اجرام دیگر دارد، خود سیاه چاله و اندازه و قدرت آن، ارزیابی می‌شود. زمانی که در کهکشان‌ها، به ناحیه‌ای برخورد داریم که حرکت ستاره‌ها و اجرام در آن غیرمعمول بوده و چرخش‌هایی غیرطبیعی دارند، باید نسبت به وجود سیاه چاله شک کرد. منجمان با استفاده از اندازه گیری حرکت ستاره‌ها و سنجش میزان کشیدگی و دورشوندگی آن‌ها، سیاه چاله را کشف کرده و قدرت آن را اندازه گیری می‌کنند.

ورود به افق رویداد

تصور کنید که در صورت ورود به ناحیه افق رویداد، چه اتفاقی می‌افتد؟ ممکن است از مسافتی دورتر حفره سیاه مرکز سیاه چاله را دیده و حتی سنسورهای گرانشی سفینه شما، آن را ثبت کنند. با نزدیک شدن به سیاه چاله، هنوز همه چیز تا حدودی وضعیت طبیعی دارد، اما زمانی که به افق رویداد وارد شوید، تمام چیزهایی که با جهان هستی و ریتم طبیعی ارتباط داشته را از دست داده و پشت سر می‌گذارید. آن نیروی گرانش عظیمی که پیشتر صحبتش را کردیم، سفینه شما و یا هر جرمی دیگری که به افق رویداد وارد شده باشد، را به داخل کشانده و در تاریکی مطلق فرو خواهد برد. احتمالا به جز سنسورهای گرانشی، راه دیگری برای تشخیص اتفاقی که برایتان می‌افتد نخواهید داشت. اینجا، داخل سیاه چاله فضایی همه چیز تاریک است و جهات و زمان را از دست خواهید داد. گرانش به همه سو وجود دارد و نمی‌توان هسته مرکزی را در نقطه‌ای مشخص تشخیص داد.
خمیدگی فضا و زمان پدیده ای‌ست که در شعاع سیاه چاله وجود داشته و با ورود به هسته آن، به شدت افزایش پیدا می‌کند.

این خمیدگی فضا و زمان را باید بر مبنای همان نظریه نسبیت انیشتین به یاد بیاورید که اعلام داشت؛ فشردگی اجسام می‌تواند تا جایی ادامه پیدا کند که خمیدگی فضا و زمان را داشته باشیم.

به واقع سیاه چاله‌ها نیز به قدری چگال هستند و آن قدر فشردگی دارند که در محدوده آن‌ها و هر آن چه به مرکز نزدیک‌تر شویم، خمیدگی فضا و زمان شدت می‌یابد.

ثبت تصویر سیاه چاله ساگیتاریوس +A

سیاه چاله‌ای که تصویر آن چندی پیش به ثبت رسید، ساگیتاریوس +A نام دارد و یک سیاه چاله فوق العاده بزرگ در کهکشان راه شیری محسوب می‌شود.

در روز ۲۱ام فروردین ماه ۱۳۹۸، برابر با ۱۰ام آوریل سال ۲۰۱۹ میلادی، نخستین تصویر یک سیاه چاله واقعی در کهکشان راه شیری به ثبت رسید. اکنون بشر تصویری حقیقی از عجیب‌ترین و مرموزترین پدیده جهان را در دست دارد و به احتمال زیاد از این پس حقایق تازه‌ای را کشف خواهد کرد.

تلسکوپ EHT مسئولیت ثبت این تصویر را برعهده داشته و در اجرای آن نیز موفق ظاهر شد. پیش از این ستاره شناسان مختلفی تصاویر انتزاعی از سیاه چاله‌ها به وجود آورده که اتفاقا بسیار نیز بر واقعیت منطبق بوده‌اند، اما در دست داشتن این تصویر حقیقی ماجرای دیگری‌ست که می‌تواند درب‌های تازه‌ای در دنیای نجوم باز کند. به طور مثال ژان پیر لومینت در سال ۱۹۷۸ میلادی، به وسیله کامپیوتر IBM 7040 توانست تصویری بسیار نزدیک به سیاه چاله خلق کند. کریستوفر نولان نیز در فیلم خود به نام “میان ستاره‌ای”، به کمک همین تصویر لومینت؛ سیاه چاله‌ای (البته به شکلی رویایی و سینمایی) را به نمایش درآورد و توانست توجهات مردم در سراسر جهان را به این پدیده جلب کند.

سیاه چاله ساگیتاریوس +A، دارای ۴۰ میلیارد کیلومتر قطر بوده و به احتمال زیاد بزرگترین و قوی ترین سیاه چاله در کهکشان راه شیری محسوب می‌شود. ساگیتاریوس +A به اندازه ۵۵ میلیون سال نوری از کره زمین فاصله داشته و جرم آن به ۶.۵ میلیارد برابر خورشید می‌رسد. دانشمندان و ستاره شناسانی که از ساگیتاریوس +A تصویربرداری کرده‌اند، آن را “هیولا” اطلاق کرده و با توجه به این ابعاد، کاملا در این نامگذاری به جانب حق بوده‌اند.

مردم کره زمین با مشاهده تصویر ساگیتاریوس +A، آن را به یک دونات بزرگ شبیه دانستند که به جای ترسناک بودن، بامزه و جالب به چشم می‌آید. اما در حقیقت این ستاره شناسان هستند که یادآوری می‌کنند، با نزدیک شدن به این دونات بامزه، همه چیز پایان پذیرفته و باید با هر چیزی که با نور، حیات و طبیعت در ارتباط بوده؛ خداحافظی کنیم.

منابع: nasa / sciencemag /  space