سیاه چاله ها ممکن است اطلاعات بسیاری را در مورد گذشته جهان در بر داشته باشند که میتواند به دانشمندان برای بررسی سال های نوجوانی جهان کمک کند.
به گزارش ایسنا و به نقل از وب سایت رسمی "دانشگاه شیکاگو" (UChicago)، سیاه چاله معمولا جایی است که اطلاعات ناپدید میشوند، ولی دانشمندان امکان دارد ترفندی برای استفاده از آخرین لحظات آن پیدا کرده باشند تا درباره تاریخ کیهان به ما اطلاع دهند.
دو اخترفیزیکدان دانشگاه شیکاگو در یک پژوهش جدید، روشی را برای چگونگی استفاده از دو سیاهچاله در حال برخورد ارائه داده اند تا سرعت گسترش یافتن جهان را اندازه‌گیری کنند و به شفاف سازی این موضوع بپردازند که جهان چگونه تکامل یافته، از چه چیزی ساخته شده و به کجا می رود.
دانشمندان باور دارند که این روش جدید ممکن است بتواند درباره سال های نوجوانی جهان به ما اطلاع دهد.
یک بحث علمی قابل توجه که همچنان جریان دارد، این است که جهان دقیقا با چه سرعتی در حال گسترش است. روش های مختلف کنونی، پاسخ های متفاوتی را ارائه می‌دهند و دانشمندان مشتاق هستند تا راه های جایگزینی را برای اندازه گیری سرعت گسترش جهان بیابند. بررسی صحت این امر بسیار مهم است زیرا بر درک ما در مورد پرسش های اساسی مانند سن، تاریخ و ساختار جهان تأثیر می گذارد. این پژوهش جدید با استفاده از آشکارسازهای ویژه ای که پژواک کیهانی حاصل از برخوردهای سیاه چاله را دریافت می کنند، راهی برای انجام دادن این محاسبه ارائه می دهد.
گاهی اوقات، دو سیاه چاله به یکدیگر برخورد می کنند. این رویداد به قدری قوی است که به معنای واقعی کلمه، موجی را در فضا- زمان بوجود می آورد که در سراسر جهان حرکت می کند. روی زمین، "رصدخانه موج گرانشی با تداخل سنج لیزری" (LIGO) و رصدخانه ایتالیایی "ویرگو" (Virgo) می توانند این امواج را که امواج گرانشی نامیده میشوند، تشخیص دهند.
رصدخانه LIGO و رصدخانه ویرگو در چند سال گذشته، اطلاعاتی را در مورد برخورد تقریباً ۱۰۰ جفت سیاه چاله جمع آوری کرده اند.
سیگنال هر برخورد حاوی اطلاعاتی در مورد جرم سیاهچاله ها است، اما سیگنال در فضا حرکت می کند و در این مدت، جهان منبسط می شود و ویژگی های سیگنال را تغییر می دهد. "دنیل هولز (Daniel Holz)، از پژوهشگران این پروژه گفت:به عنوان مثال ، اگر یک سیاه چاله را بردارید و آنرا زودتر در کیهان قرار دهید، سیگنال تغییر می کند و شبیه سیاه چاله ای بزرگتر از آن چه هست، بنظر می رسد.
این روش امکان دارد روزنه ای منحصربه فرد به سوی سال های نوجوانی جهان باشد که بررسی آنها با روش های دیگر دشوار است. اگر دانشمندان بتوانند راهی برای بررسی چگونگی تغییر آن سیگنال بیابند، میتوانند میزان گسترش جهان را محاسبه کنند. پرسشی که مطرح می شود، این است که آنها از کجا می دانند جهان چقدر نسبت به نسخه اصلی تغییر کرده است؟
هولز و "خوزه ماریا ازکویاگا" (Jose María Ezquiaga)، پژوهشگر ارشد این پروژه در مقاله جدید خود پیشنهاد می کنند که شاید بتوان از دانش جدید در مورد کل جمعیت سیاه چاله ها، برای این هدف استفاده کرد. به طورمثال، شواهد کنونی نشان می دهند که بیشتر سیاه چاله های کشف شده، بین پنج تا ۴۰ برابر جرم خورشید هستند.
ازکویاگا گفت: ما جرم سیاه چاله های مجاور را اندازه گیری می کنیم و به درک ویژگی های آن ها می پردازیم. سپس، سیاه چاله های دورتر را بررسی می کنیم تا بفهمیم که آنها چقدر جابجا شده اند. این کار، مقیاسی را در مورد گسترش جهان ارائه می دهد.
پژوهشگران در مورد این پژوهش، هیجان زده هستند زیرا در آینده با گسترش قابلیت های رصدخانه موج گرانشی با تداخل سنج لیزری، این روش امکان دارد روزنه ای منحصربه فرد را به سال های نوجوانی جهان باز کند که بررسی آن با روش های دیگر دشوار است. ازکویاگا ادامه داد: ما بسیار علاقمند به بررسی گذار حیاتی در زمانی هستیم که از ماده تاریک که نیروی غالب در جهان است، به انرژی تاریک تبدیل شدیم.
به گفته پژوهشگران، مزیت دیگر روش پیشنهادی این است که عدم قطعیت کمتری در آن وجود دارد. هولز گفت: این روش با استفاده از کل جمعیت سیاه چاله ها میتواند به تنظیم خود بپردازد و خطاها را مستقیما شناسایی و تصحیح کند.
سایر روش های مورد استفاده برای محاسبه، به درک کنونی ما در مورد فیزیک ستاره ها و کهکشان ها متکی هستند که شامل موضوعات پیچیده زیادی در حوزه فیزیک و اخترفیزیک است.
هرچه اطلاعات پژوهشگران در مورد تمام سیاه چاله ها بیشتر باشد، این محاسبات دقیق تر خواهند بود. هولز گفت: ما ترجیحا به هزاران سیگنال نیاز داریم که باید آن ها را طی چند سال آینده و حتی بیشتر در اختیار داشته باشیم. در آن مرحله، این یک روش فوق العاده قوی برای یادگیری در مورد جهان خواهد بود.
این پژوهش، در مجله Physical Review Letters به چاپ رسید.
- 9
- 3
