سیاهچاله های فضایی چگونه شکل می گیرند ؟

 این سوالی است که بارها و بارها به ذهن افرادی خواهد رسید که درگیر مطالعه ، تحقیق و پژوهش در خصوص رازهای تشکیل سیاهچاله های فضایی هستند. چرا که سیاهچاله‌ها فضایی یکی از عجیب‌ترین پدیده‌های بی پاسخ جهان هستی هستند که با علم انسان اصلا منطقی به نظر نمی‌رسند و فهم آن ها بسیار دشوار است!. اما براستی آن‌ها از کجا آمده‌اند و اگر به درون یکی از آن‌ها بیافتید چه اتفاقی می‌افتد؟

ستاره ها مجموعه های بسیار عظیمی اغلب از اتم‌های هیدروژن هستند که تحت فشار گرانش خود از ابرهای گازی بسیار بزرگ شروع به فروپاشی می کنند. در درون هسته ی آن ها؛ همجوشی هسته ای، اتم های هیدروزن را به اتم های هلیوم تبدیل کرده و مقدار بسیار زیادی انرژی آزاد می کند. این انرژی به شکل تابش برخلاف نیروی گرانش توازن مطلوبی بین این دو نیرو برقرار می کند.

تا زمانی که همجوشی هسته ای در درون هسته ادامه داشته باشد؛ ستاره پایدار باقی می ماند. اما برای ستاره هایی که جرم بیشتری از ستاره ی ما یعنی خورشید دارند؛ گرما و فشار در درون هسته ی آنها باعث می شود که عناصر سنگین تر نیز دوب شوند تا اینکه به آهن برسند! اما برخلاف بقیه عناصر، فرآیند هم جوشی که باعث تولید آهن می شود هیچ انرژی آزاد نمی کند.

مقدار آهن در مرکز ستاره افزایش پیدا می کند تا اینکه به مقدار بحرانی برسد. در نتیجه؛ توازن بین نیروی تابش و گرانش ناگهان از بین رفته و هسته از هم فرو می پاشد. در کسری از ثانیه؛ ستاره از درون منفجر شده و با سرعتی در حدود یک چهارم سرعت نور حرکت می کند و جرم بسیار زیادی از خودش را به درون هسته می فرستد. و این درست همان لحظه ایست که تمام عناصر سنگین جهان در مرگ یک ستاره با یک انفجار ابر نواختر یا سوپر نووا ساخته میشوند. بعد از آن یا یک ستاره ی نوترونی بوجود می آید یا اگر ستاره به اندازه ی کافی بزرگ و حجیم بود، تمام جرم هسته ی ستاره به یک سیاهچاله تبدیل می شود.

اگر شما به یک سیاهچاله نگاه کنید، چیزی که واقعا می بینید یک “افق رویداد” است. هر چیزی که از افق رویداد در حال عبور باشد؛ برای فرار کردن از نیروی گرانش سیاهچاله باید سرعتی بیش از سرعت نور داشته باشد! به عبارت دیگر؛ چنین چیزی غیر ممکن است! بنابراین ما فقط دایره ای سیاه خواهیم داشت که هیچ چیزی منعکس نمی کند!

بازسازی لحظه بلعیده شدن خورشید توسط یک سیاهچاله

اما اگر افق رویداد قسمت سیاه و تاریکِ سیاهچاله است؛ بقیه سیاهچاله چیست؟! قسمت دیگر، “تکینه‌گی” نام دارد. ما دقیقا” نمیدانیم که تکینه‌گی چیست! “تکینه‌گی” ممکن است بی نهایت متراکم باشد بدین معنی که تمامی جرم آن در یک نقطه از فضا متمرکز شده باشد بدون اینکه سطح یا حجم داشته باشد. یا شاید چیزی کاملا” متفاوت باشد!

اکنون، ما هیچ چیزی در این باره نمی دانیم! این مسئله همانند خطای تقسیم بر صفر است! راستی؛ سیاهچاله نمیتوانند همانند جاروبرقی اجرام فضایی را به درون خود بکشند! اگر ما خورشید را با سیاهچاله ای به همان اندازه عوض کنیم، هیچ چیز برای زمین عوض نمیشود؛ مگر اینکه از سرما یخ می زنیم! خواهیم زد!

اما چه اتفاقی می افتد اگر به درون یک سیاهچاله سقوط کنیم؟ تجربه ی زمان در اطراف سیاهچاله ها متفاوت است. از بیرون؛ هر چه به افق رویداد نزدیکتر می شوید، زمان برای شما آهسته تر میگذرد! (گذشت زمان برای شما آهسته تر میشود!) در نقطه ای؛ مثل اینکه در زمان متوقف شدید؛ قرمز رنگ شده و بعد ناپدید خواهید شد!

در حالی که از منظر شما؛ شما می توانید بقیه ی جهان را در حالتی مثل سفر به آینده تماشا کنید. امروزه ما نمی دانیم که چه اتفاقی بعد از آن خواهد افتاد. اما فکر میکنیم که یکی از دو فرضیه زیر درست باشد: فرضیه اول: شما سریع میمیرید. سیاه چاله فضا را آنقدر خم میکند که هنگام عبور شما از افق رویداد، فقط یک جهت وجود داشته باشد! درست مثل اینکه در افق رویداد شما بتوانید فقط در یک جهت حرکت کنید. مثل اینکه در کوچه ای تنگ، قدم به قدم درهای پشت سرتان بسته می شوند!

جرم سیاهچاله ها اینقدر متراکم است که در برخی موارد سیاهچاله در فاصله های بسیار کوچک مانند چند سانتی متر نیرویی چند میلیون برابر به قسمت های مختلف بدن شما وارد می کند می شود. سلول های شما هنگامی که بدنتان بیشتر و بیشتر کشیده می شود؛ از هم پاره می شوند تا اینکه شما به یک جریان پلاسما به عرض یک اتم تبدیل شوید!

فرضیه ی دوم: شما مرگی بسیار سریع خواهید داشت! درست بعد از عبور شما از افق رویداد شما به یک دیواره ی آتش برخورد کرده و در یک ثانیه ناپدید نابود می شوید!

البته هیچ کدام از این فرضیه ها خوشایند نیستند! سرعت مرگ شما بستگی به جرم سیاهچاله خواهد داشت. در یک سیاهچاله کوچک شما حتی قبل از ورود به افق رویداد؛ خواهید مُرد! درحالی که احتمالا” در یک سیاهچاله  عظیم؛ میتوانید برای مدت کوتاهی سفر کنید! با یک حساب سرانگشتی؛ هر چه از تکینه‌گی دورتر باشیم، بیشتر زنده خواهیم ماند! سیاهچاله ها در اشکال مختلف وجود دارند. “سیاهچاله های ستاره وار” تنها چند برابر خورشید و به اندازه ی یک شهاب سنگ هستند. در حالی که سیاهچاله هایی عظیم میلیاردها سال در مرکز کهکشان‌ها وجود داشته‌اند!

برای اینکه بدانیم این فرآیند چگونه اتفاق می افتد؛ باید نگاهی به “فضای خالی” بیندازیم. فضای خالی در حقیقت خالی نیست و پر از “ذرات مجازیست” که ناگهان بوجود آمده و با برخورد به یکدیگر دوباره از بین می روند! هنگامی که این اتفاق درست در لبه ی یک سیاهچاله روی می دهد؛ یک ذره مجازی به درون سیاهچاله کشیده شده و نابود میشود و ذره ی دیگر از سیاهچاله فرار کرده و به ذره ی واقعی تبدیل می شود. بنابراین؛ سیاهچاله در حال از دست دادن انرژی است که در ابتدا بسیار آهسته و با کوچک شدن سیاهچاله، سریع تر و سریع تر می شود.

تصاویری احتمالی به هنگام بلعیده شده زمین توسط یک سیاهچاله فضایی

هنگامی که سیاهچاله به اندازه یک شهاب سنگ کوچک شد تابش آن به اندازه ی دمای اتاق است اما اگر سیاهچاله به اندازه ی یک کوه باشد؛ دمایی به اندازه ی دمای خورشید که از خود ساطع می کند و در آخرین ثانیه های زندگی اش با یک انفجار بسیار بزرگ، انرژی در حدود بیلیون ها بمب اتم از خود ساطع می کند.

اما این فرآیند بی نهایت آهسته انجام می شود. بزرگترین سیاهچاله ای که تاکنون شناخته شده است، حدود ۱۰ به توان ۱۰۰ سال زمان نیاز دارد تا از بین برود! زمان از بین رفتن آخرین سیاهچاله آنقدر زیاد است که هنگام وقوع آن هیچ شاهدی وجود نخواهد داشت! زیرا خیلی قبل تر از آن جهان دیگر جایی برای زندگی نخواهد بود!