انتشار این مقاله


ممکن است در نهایت قادر به شناسایی تشعشعات نادر سیاه‌چاله‌ها باشیم!

آیا نظریه‌ی هاوکینگ قابل اثبات است؟

در سال ۱۹۷۰، استفن هاوکینگ توانست وجود اشعه‌ای که از حاشیه‌ی سیاه‌چاله‌ها ساتع می‌شود، پیش‌بینی کند. بدین معنا که بر خلاف چیزی که تصور می‎کنیم، سیاه‌چاله‌ها آن‌قدرها هم خاموش نیستند.

این تئوری، در زمان خود تنها جالب تلقی می‌شد و هیچ‌گونه شواهدی مبنی بر وجود چنین تابش‌هایی در دسترس نبود. امروزه فیزیکدانان می‌گویند که شاید در زمان مناسبی به دنبال این تابش‌ها نبوده‌ایم! به نظر می‌رسد در صورتی که پس از برخورد و ادغام دو سیاه‌چاله، آنان را بررسی کنیم می‌توان به وجود این تشعشعات پی برد.
تابش‌های هاوکینگ پیامدی طبیعی از انفجار خلاء موجود است که در لبه‌های شکاف‌های بسیار بسیار عمیق یافت می‌شود.
انرژی یک مکنده‌ی کیهانیِ عظیم مطلقاً صفر نیست. ذرات می‌توانند در نتیجه‌ی ادغام این دو فضای تهی به وجود آیند و به یکدیگر بپیوندند. بلافاصله پس از این رخداد، با همان سرعتی که به وجود آمده‌اند، نیز از میان بروند.
در لبه‌ی سیاه‌چاله، در صورتی که یکی از دو ذره راه خود را به آن‌سوی سیاه‌چاله بیابند، ممکن است جفت خود را رها کرده و در فضا رها شود.
همان‌طور که انتظار داریم، نتیجه‌ی این رخداد نور خیره‌‌کنند‌ای نیست. با توجه به قرار گرفتن تحت جاذبه‌ی بسیار قوی، ممکن است انرژیِ این ذراتِ نادر به طول‌ موج‌های بلند که برای چشم انسانی قابل دیدن نیستند، کشیده شود، بنابراین پیدا کردن آنان بسیار دشوار است.
همه‌ی این عوامل سبب می‌شد که تشعشعات هاوکینگ به یکی دیگر از تئوری‌های خوب در علم تبدیل شود که در انتظارند که توسط حقایق کشف‌شده، اثبات یا رد شوند.

تا این که تیمی از محققان استرالیایی و کانادایی در صدد کشف راهی برای شناسایی سیگنال‌های فرضی این تشعشعات برآمدند.
زمانی کوتاه پیش از ادغام دو سیاه‌چاله، آنان انرژی فراوانی را در قالب امواج گرانشی آزاد می‌کنند.
شاید از خود بپرسید مقدار این انرژی چقدر است؟ تمام نوری که از هر ستاره‌ی موجود در کیهان آزاد می‌شود را در نظر بگیرید. سپس آن را ده برابر کنید! این مقدار، برای تولید فوتون‌ها از “نیستی” چندان هم عجیب نیست.
با این حال، این تابش چندان هم خیره‌کننده نیست. اما ماهیت گرانشیِ آنان سبب مقاومت بهترشان نسبت به صدا می‌شود.
متاسفانه، ریاضیات به کار رفته در نسبیت عام، در اینجا چندان مفید نیست. بنابراین محققان ناچار به استفاده از راه‌های ساده‌تری برای محاسبات مربوط به ادغام سیاه‌چاله‌ها شدند. به علاوه، این حلقه در اطراف سیاه‌چاله در مدت بسیار کوتاهی، در حد چند میلی‌ثانیه، ظاهر می‌شود و در صورتی که خوش‌شانس باشیم، چند ذره در این مدت کوتاه قادر به بیرون جهیدن هستند.


مقاله‌ی مرتبط: اتفاق بزرگی رخ داده ولی اول بیایید با ستاره‌ نوترونی آشنا شویم!


با وجود این که این راه حل ممکن است فوق‌العاده نباشد، اما مفهومی هیجان‌انگیز را در بر می‌گیرد، هم‌چنین در سال‌های اخیر، دانش مربوط به سایه‌چاله‌ها و ادغام ستاره‌های نوترونی بسیار گسترش یافته است.
مشاهده‌ی پرتوهای هاوکینگی بی‌شباهت به تائید امواج گرانشی نیست؛ تئوری هر دوی آنان توسط فیزیک‌دانان بسیار مشهور و نظریه‌پردازی مطرح شده است. بنابراین شاید باید تنها منتظر ترکیبی مناسب از تکنولوژی و ریاضیات باشیم که راه تشخیص دقیق آنان را هموار کند.
نتایج این پژوهش در Physical Review D منتشر شده‌اند.

 

فاطمه طهماسبی


نمایش دیدگاه ها (0)
دیدگاهتان را بنویسید