آغازی بر پایان جهان؛ سیاهچالهها چگونه می‌میرند؟
در این جهان هیچ‌چیز تا ابد دوام نمی‌آورد. بااین‌حال سیاهچالهها به این سادگی‌ها نمی‌میرند. مدت‌ها پس از آنکه درخشش آخرین ستاره متوقف شد و آخرین سیاره به غبار تبدیل شد، سیاهچالهها باز هم به عمر خود ادامه می‌دهند؛ با این‌حال این اجرام هم ابدی نیستند.
سیاهچالههای مناطقی از فضازمان هستند که در آن‌ها گرانش حکمرانی میکند. کشش گرانشی یک سیاه‌چاله به‌قدری قوی است که هیچ‌چیز حتی نور نمی‌تواند از آن بگریزد. سیاهچالهها در ابعاد مختلفی از سیاهچالههای کوچک ستاره‌ای با جرم پنج الی ۱۰۰ برابر خورشید تا سیاهچالههای کلان‌جرم با جرمی بالغ بر یک میلیارد جرم خورشیدی متغیر هستند.
امروزه ستاره‌شناس‌ها بر این باورند که سیاهچالههای کلان‌جرم در قلب اکثر کهکشان‌ها مخفی شده‌اند. البته در این میان استثنا هم وجود دارد. برای مثال با اینکه کهکشان M33 سومین کهکشان بزرگ از گروه محلی ما است، به نظر می‌رسد فاقد سیاه‌چاله‌ی کلان‌جرم مرکزی باشد.
سیاهچالهها هم روزی می‌میرند و البته مرگ آرامی نخواهند داشت
امروزه جهان در دوران ستاره‌دار خود به سر می‌برد. دورانی که ستاره‌ها و کهکشان‌ها به‌صورت پیوسته متولد می‌شوند، اما درنهایت مواد اولیه‌ی این اجرام مصرف می‌شوند و ستاره‌های آسمان شب به‌آرامی از درخشش می‌افتند. درنهایت تنها سیاهچالهها در جهان باقی می‌مانند.
بااین‌حال سیاهچالهها هم روزی می‌میرند و البته مرگ آرامی نخواهند داشت. انفجاری از آتش‌بازی‌ها جهان را در لحظات پایانی مرگ هر سیاه‌چاله روشن میکند.
فریب مرگ
سیاهچالهها با بلعیدن گاز و ستاره‌های اطراف خود به حیاتشان ادامه می‌دهند. این اجرام اغلب اوقات با قرص‌های برافزایشی از مواد احاطه شده‌اند و درست به آب درحال چرخشی شباهت دارند که از دریچه‌ی درون سینک پائین می‌رود. با نزدیک شدن مواد، سرعت آن‌ها هم افزایش می‌یابد. اصطکاک بین غبار مواد باعث ایجاد گرما و درخشش قرص برافزایشی می‌شود. این قرص مانند حلقه‌‌ای درخشان اطراف سایه سیاه‌چاله یا افق رویداد ظاهر می‌شود.
موادی که از افق رویداد سیاه‌چاله عبور کنند برای همیشه از دست رفته‌اند، زیرا هیچ‌چیز نمی‌تواند از این هیولاهای حریص فرار کند. در واقع به افق رویداد، نقطه‌ی بی‌بازگشت هم گفته می‌شود. با این‌حال استیون هاوکینگ در سال ۱۹۷۴ از دیدگاه کوانتومی ثابت کرد که گریز از سیاه‌چاله امکان‌پذیر است.
بسیاری از سیاهچالهها در نمایشی چشمگیر تشکیل می‌شوند. انفجار ستاره‌های کلان‌جرم راهی برای شکل‌گیری سیاهچالهها است. راه دیگر ادغام چند جرم سیاه‌چاله‌ای با یکدیگر است. امروزه دانشمندان هنوز از چگونگی شکل‌گیری سیاهچالههای کلان‌جرم اطمینان ندارند. بااینکه تولد سیاهچالهها در بازه‌ی کوتاهی رخ می‌دهد، فرآیند مرگ آن‌ها بسیار کند است و نزدیک به ۱۰ به توان ۱۰۹ سال به طول می‌انجامند.
سیاهچالهها چگونه می‌میرند؟
سیاهچالهها درنهایت به‌سادگی تبخیر خواهند شد. این اجرام در صورتی که موادی برای تغذیه نداشته باشند به آهستگی جرم و انرژی خود را به شکل تابش هاوکینگ از دست می‌دهند. همان‌طور که گفتیم وقتی چیزی از افق رویداد سیاه‌چاله عبور کند دیگر نمی‌تواند از آن بگریزد. درون افق رویداد، سرعت گریز بیشتر از سرعت نور است و ازآنجاکه هیچ‌چیز نمی‌تواند از نور سریع‌تر حرکت کند در نتیجه راهی برای فرار وجود نخواهد داشت.
سیاهچالهها می‌توانند با رشدکردن، مرگ را فریب بدهند
با این‌حال این پرسش مطرح می‌شود که تابش هاوکینگ چگونه از سیاه‌چاله می‌گریزد. این تابش خارج از افق رویداد شکل می‌گیرد. مکانیک کوانتوم به ما نشان داده است که فضای خالی دقیقا خالی نیست، بلکه دارای نوعی انرژی است و این انرژی می‌تواند به‌طور خود‌به‌خود جفت‌هایی از ذرات و پادذرات را شکل دهد و وقتی این ذرات برهم‌کنش می‌کنند، به وضعیت انرژی خالص برمی‌گردند.
اینکه سیاه‌چاله دقیقا چقدر عمر میکند، به‌شدت به جرم آن بستگی دارد. هرچه سیاه‌چاله بزرگ‌تر باشد، تبخیر آن بیشتر طول می‌کشد. به عبارت دیگر، سیاهچالهها می‌توانند با رشدکردن، مرگ را فریب بدهند. درنتیجه، تا وقتی مواد برای بلعیدن وجود داشته باشد، سیاه‌چاله می‌تواند مرگش را عقب بندازد. اما درنهایت با پیرشدن جهان، مواد اطراف سیاه‌چاله تمام می‌شود و آنگاه ساعت روز قیامت شروع به تیک‌تاک خواهد کرد.
- تماشا کنید: انیمیشن ناسا خورشید ما را با غول‌آساترین سیاهچالههای جهان مقایسه میکند16 اردیبهشت 02مطالعه '4
- نظریه معروف استیون هاوکینگ درباره سیاهچالهها اثبات شد31 خرداد 00مطالعه '4
با تبخیر سیاه‌چاله، نسبت ذراتی که از آن می‌گریزند هم افزایش می‌یابد تا جایی که انرژی باقی‌مانده به‌صورت یکجا می‌گریزد. در یک دهم ثانیه‌ی پایانی از عمر سیاه‌چاله احتمالا شاهد جرقه‌ای عظیم و از نور و انرژی خواهیم بود که به انفجار یک میلیون بمب هسته‌ای در بخش بسیار کوچکی از فضا شباهت دارد.
بر اساس استانداردهای زمینی، این مقدار برابر با زرادخانه‌ی هسته‌ای کل کشورهای جهان است، اما در مقیاس نجومی چندان زیاد نیست. قدرتمند‌ترین ابرنواختر شناخته‌شده تاکنون موسوم به ASSASN-15lh تقریبا ۲۲ تریلیون بار انفجاری‌تر از یک سیاه‌چاله در لحظات پایانی عمر بود.
تفاوتی ندارد سیاه‌چاله چقدر بزرگ یا کوچک باشد، آتش‌بازی‌های پایانی تمام این اجرام به یکدیگر شباهت دارد. تنها تفاوت، مدت زمان تبخیر سیاه‌چاله است. هرچقدر سیاه‌چاله‌ای کوچک‌تر باشد، سریع‌تر ناپدید می‌شود. درست مانند شخصیت‌های فناناپذیر تخیلی، تنها بزرگ‌ترین سیاهچالهها تا آینده‌ای دوردست زنده خواهند ماند و در نهایت تنها یک سیاه‌چاله می‌تواند وجود داشته باشد.
نظرات