زندگی در نزدیکی سیاهچاله غول‌آسا چگونه است؟
دانشمندان از دهه‌ی ۱۹۹۰، به وجود سیاره‌ها در اطراف تپ‌اخترها پی بردند. تپ‌اخترها اجرام به‌شدت متراکمی هستند که درنتیجه‌ی انفجار ستاره‌ها به‌وجود می‌آیند؛ بنابراین، احتمال وجود سیاره در اطراف سیاهچاله منطقی به‌نظر می‌رسد. برخلاف تصور، تأثیر سیاهچاله بر محیط کمتر از تپ‌اخترها است. باتوجه‌به آزمایش‌هایی مثل قراردادن موجودات زنده‌ی زمین در موضعیت‌های سخت، مثل دمای جوش یا انجماد و نیز محیط‌های اسیدی و به‌شدت نمکی و حتی رادیواکتیو، احتمال شکل‌گیری حیات روی بعضی از این سیاره‌ها وجود دارد.
احتمال کشف سیاره‌های مسکونی در نزدیکی سیاه‌چاله‌های عظیم مرکز کهکشان بیشتر است. سیاه‌چاله‌ی عظیمی به‌نام ساگیتاریوس A* با جرمی چهار میلیون برابر خورشید، در مرکز راه شیری قرار گرفته است. داخلی‌ترین مدار پایدار این سیاهچاله (ISCO) تقریبا هم‌اندازه با مدار عطارد به دور خورشید است؛ اما چه عاملی باعث شکل‌گیری حیات روی چنین سیاره‌ای می‌شود؟
قبل از پرداختن به خطرهای زندگی در نزدیکی سیاهچاله، به مزایای آن باید توجه کرد. برخی از مزایای زندگی در اطراف سیاهچاله عبارت‌اند از:
- با استفاده از سیاهچاله به‌عنوان منبع انرژی پاک ازطریق ارسال زباله‌ها به دیسک برافزایشی (ساختار مدوّر تشکیل‌شده از گاز، پلاسما، غبار یا ذرات حول جرمی ستاره‌ای) حول سیاهچاله تا ۴۲ درصد جرم باقی‌مانده‌ی این زباله‌ها را می‌توان به تشعشعات تبدیل کرد.
- با هماهنگ‌‌کردن بعضی دستگاه‌های مهندسی با چرخش سیاهچاله، می‌توان انرژی تولید کرد.
- موج‌سواری با نور روی جت‌های نسبیتی در سرعتی نزدیک به سرعت نور
- افزایش طول عمر با مراجعه به سالن‌های زیبایی نزدیک به افق رویداد سیاهچاله. در افق رویداد سیاهچاله، به‌دلیل پدیده‌ی انتقال به سرخ گرانشی (در نظریه‌ی نسبیت عام، به پدیده‌ی انتقال طول‌موج فوتون به طول‌موج طولانی‌تر گفته می‌شود)، زمان به‌کندی می‌گذرد.
- تماشای کل کیهان که در تصاویر لنز گرانشی اطراف سیاهچاله منعکس شده است.
- ساخت شهربازی در بخشی موسوم به کره‌ی فوتونی. در این بخش، می‌توان از آثار نسبیت برای تفریح استفاده کرد. برای مثال، به‌دلیل خم‌شدن نور در سیاهچاله، درحالی‌که به روبه‌رو نگاه می‌کنید، می‌توانید پشت‌سر خود را ببینید.
- استفاده از فرصت‌های جدید برای سفرهای فضایی. برای مثال، وقتی راه شیری و کهکشان خواهر آن پس از میلیاردها سال ادغام شوند، دو سیاه‌چاله‌ی مرکز آن‌ها به‌صورتسیاه‌چاله‌ای دودویی به یکدیگر وصل می‌شوند. این سیاه‌چاله‌ی دودویی مثل تیرکمان جاذبه‌ای عمل می‌کند و ستاره‌ها و سیاره‌های دیگر را با سرعت نور به‌داخل خود می‌کشد. با این پدیده، سازمان‌های مسافرت فضایی می‌توانند برای سفر در کل کیهان برنامه‌ریزی کنند.
- انتقال مجرمان و جنایت‌کاران محکوم به مرگ به‌داخل سیاهچاله به‌عنوان آخرین زندان در مرکز تکینگی. جرم سیاهچاله زمان زنده‌ماندن زندانیان را تعیین می‌کند. هرچه محکومیت مجرمان کمتر باشد، جرم سیاهچاله بیشتر خواهد بود و می‌توانند باقی عمر خود را در دیوارهای افق رویداد سیاهچاله بگذرانند.
- استفاده از امواج گرانشی اجرام کوچکی که به دور سیاهچاله می‌چرخند، برای برقراری ارتباط. هیچ ماده‌ای نمی‌تواند این سیگنال‌ها را مسدود کند.
- بررسی جنبه‌های بنیادی جاذبه‌ی کوانتومی ازطریق سفرهای سازمان‌یافته به‌منظور آزمایش‌های فیزیک.
جزرومدهای گرانشی می‌توانند برای فضانوردان خطرناک باشند. براساس آزمایش فرضی مشهور اینشتین، در آسانسور یا فضاپیمایی در‌حال‌سقوط هیچ جاذبه‌ای وجود ندارد؛ اما هرگونه اختلاف در شتاب گرانشی بین سر و انگشتان می‌تواند بدن را به دو نیم تقسیم کند. اگر این جزرومدها نزدیک به سیاه‌چاله‌ی ستاره‌ای رخ دهند، می‌توانند به مرگ انسان منجر شوند؛ ولی در سیاه‌چاله‌ای عظیم مثل ساگیتاریوس A*، خطری انسان را تهدید نمی‌کند.
در نزدیکی افق رویداد سیاهچاله، به‌دلیل پدیده‌ی انتقال به سرخ گرانشی زمان به کندی می‌گذرد
به‌همین‌ترتیب، تراکم ماده برای توسعه‌ی خطی سیاهچاله درمقایسه‌با منحنی فضا، زمان لازم است. سیاه‌چاله‌های کم‌جرم براثر فروپاشی هسته‌ی ستاره‌ای حجیم با چگالی بسیار بیشتری از هسته‌ی اتمی تشکیل می‌شوند؛ اما برای ساخت سیاه‌چاله‌ای غول‌آسا که نمونه‌ی کمیاب‌تری محسوب می‌شود، کافی است مدار سیاره‌ی مشتری با آب مایع پر شود. شاید این پروژه‌ی مهندسی ساده به‌نظر برسد؛ اما کاربردی نیست؛ زیرا آب موردنیاز آن تقریبا برابر با ۱۰۰ میلیون جرم خورشیدی است و گرمای ناشی از ریختن آب می‌تواند هرگونه تأسیسات مرتبط را نابود کند.
درواقع، این گرمای سیاهچاله است که زندگی شهروندان را تهدید می‌کند. بخش درخورتوجهی از سیاره‌های جهان به‌دلیل قرارگرفتن در موقعیتی نزدیک به هسته‌ی کهکشان فعال درمعرض خطرهایی مثل جوشش آب اقیانوس‌ها یا ازبین‌رفتن جوّ قرار دارند. برای اولین‌بار در تاریخ، انسان می‌تواند از فناوری برای تصویربرداری از سیاه‌چاله‌های عظیم مرکز کهکشان راه شیری و کهکشان بیضی‌شکل و غول‌آسای M87 استفاده کند. اولین تصاویر ازاین‌دست در سال جاری منتشر خواهند شد.
براساس کنفرانس نوآوری سیاه‌چاله‌ای در سال ۲۰۱۸، پیشرفت‌های آینده در پیشرانه‌ی فضایی امکان سفر به سیاه‌چاله‌ی مجاور را فراهم می‌کنند. این پروژه فرصت بسیاری مغتنمی برای پی‌بردن به ماهیت سیاه‌چاله‌ها است و می‌تواند نظریه‌های جاذبه‌ی کوانتومی را متحول کند.