سیاهچاله چیست؟

به طورکلی سیاهچاله ناحیه ای از فضا است که تجمع جرم در آن آنقدر زیاد است که اشیاء نزدیک آن هیچ راهی برای گریز از کشش گرانشی آن ندارند. برای درک بهتر موضوع تصور کنید روی سطح یک ستاره ایستاده اید و سنگی را مستقیما به سمت بالا پرتاب می کنید . فرض کنید که سنگ را با قدرت زیادی پرتاب نکرده باشید. سنگ برای مدتی بالا خواهد رفت اما در نهایت به خاطر گرانش سیاره پایین خواهد افتاد. اگر سنگ را به اندازه کافی محکم پرتاب کنید ، سنگ ممکن است بتواند از گرانش سیاره بگریزد ؛ در این حالت سنگ برای همیشه به بالا رفتن ادامه خواهد داد . سرعتی که نیاز است با آن سنگ را پرتاب کنید تا از گرانش سیاره بگریزد ، سرعت گریز نام دارد. سرعت گریز به جرم سیاره بستگی دارد ، اگر سیاره جرم بسیار زیادی داشته باشد گرانش آن بسیار قوی خواهد بود و در نتیجه سرعت گریز هم بالا است علاوه بر این سرعت گریز به فاصله ما از مرکز سیاره نیز بستگی دارد ؛ هرچه به مرکز سیاره نزدیکتر باشیم سرعت گریز بالاتر خواهد بود.

اکنون جسمی را درنظر بگیرید که در آن مقدار عظیمی ماده در شعاع کوچک جمع شده است به طوری که سرعت گریز آن از سرعت نور هم بیشتر است . از آنجا که هیچ جسمی نمیتواند از نور سریعتر حرکت کند ، لذا هیچ چیزی هم نمیتواند از میدان گرانشی این جسم بگریزد حتی یک پرتوی نور هم از سوی گرانش این جسم به عقب کشیده میشود و نمیتواند بگریزد. این چنین جسمی را سیاهچاله مینامیم.

یکی از مهمترین راههای تشکیل سیاهچاله ها ، فروپاشی یک ستاره پرجرم است . چنانچه جرم درحال فروریزی ستاره بیش از 3 برابر جرم خورشید باشد حتی نیروهای بین نوترون ها هم نمی توانند انقباض را متوقف کنند . جاذبه ، لاشه فشرده شده ستاره را ( که چگالی بی نهایت بزرگی دارد ) را باز هم منقبض میکند و باز هم به فروپاشی آن شتاب می بخشد . هیچ چیز نمیتواند این فروپاشی را متوقف کند . در نهایت لاشه ستاره به صورت یک سیاهچاله فرومیپاشد . در این سیاهچاله ، ماده به نقطه ای با طول ، عرض و ارتفاع صفر فرومی پاشد که به عنوان تکینگی شناخته میشود . از آنجا که ماده و انرژی که از مرز سیاهچاله میگذرند هرگز نمیتوانند از آن خارج شوند ، نلظری که بیرون این مرز غیرقابل مشاهده قرار گرفته است نیز هرگز نمیتواند داخل آن را ببیند یا آنچه را که ممکن است در داخل آن اتفاق بیفتد شناسایی کند . این ناحیه از فضا هیچگاه قابل مشاهده نخواهد بود.

تقسیم بندی سیاهچاله ها بر اساس جرم :

سیاهچاله ها میتوانند هر جرمی داشته باشند زیرا هرچه حجم جرمی کاهش یابد ، قدرت گرانش آن بیشتر میشود و تقریبا میتوان گفت هر جسمی که به اندازه کافی فشرده شود به یک سیاهچاله تبدیل خواهد شد . با این همه سیاهچاله هایی که در طبیعت شکل میگیرند تنها در چند گروه جرمی قابل دسته بندی هستند که عبارتند از :

1 – سیاهچاله های بسیار پرجرم : این گروه از سیاهچاله ها جرمی بین میلیون ها تا میلیاردها برابر جرم خورشید دارند. دانشمندان معتقدند که این نوع سیاهچاله ها در مرکز اغلب کهکشانها وجود دارند.

2 – سیاهچاله های جرم متوسط : این گروه جرمی هزاران برابر جرم خورشید دارند و گمان میرود که این نوع سیاچاله ها نیروی منابع درخشنده پرتوی ایکس را تامین میکنند .

3 – سیاهچاله های جرم ستاره ای : جرم این سیاهچاله ها بین 3 تا 15 برابر جرم خورشید متغییر است . این سیاهچاله ها در نتیجه فروپاشی ستارگان منفرد به وجود می آیند .

4 – میکروسیاهچاله ها ( سیاهچاله های بسیار کوچک ) : جرم این سیاهچاله ها به اندازه ای است که در آنها اثرات مکانیک کوانتومی اهمیت زیادی پیدا میکند . حد پایین جرم این سیاهچاله ها چیزی در حدود جرم پلانک در نظر گرفته شده است . به طور کلی سیاهچاله هایی که جرمی کمتر از جرم خورشید دارند، میکروسیاهچاله نام دارند.

 گرفته شده از کتاب اسرار سیاهچاله ها    ترجمه و تالیف : امیرحسین فرجاد نسب و محمد حسین پور عباس