سیاهچاله چیست؟

بیایید از اول شروع کنیم. سیاهچاله، موضوع اصلی هراس‌ها و کابوس‌های علمی-تخیلی، یک شیء آسمانی عظیم است که همه‌چیز را می‌بلعد و در کام خود فرو می‌برد و میدان گرانشی آن به قدری قوی است که هیچ چیز نمی‌تواند از حفره آن خارج شود و بگریزد؛ حتی نور. به همین دلیل است که تا پیش از این -تا پیش از آنکه در جریان یک پیشرفت علمی بزرگ تلسکوپ ایونت هورایزن در تاریخ ۱۰ آوریل ۲۰۱۹ نخستین تصویر آن را برای ما بفرستد- هیچ کس سیاهچاله را با وجود اندازه خارق‌العاده آن، مشاهده نکرده بود.

سه نوع سیاهچاله وجود دارد: سیاهچاله‌های اولیه، سیاهچاله‌های ستاره‌وار و سیاهچاله‌های کلان جرم.

اولین نوع این سیاهچاله‌ها، کوچک‌ترین آن‌ها است، دومین نوع، سیاهچاله‌هایی نظیر «کمان ای*» (*Sagittarius A)، متداول‌ترین آن‌ها در حوالی کهکشان راه شیری است و سومین نوع، بزرگ‌ترین آن‌ها است. هیولاهای تهدیدکننده‌ای در مرکز کهکشان‌ها که منشاء آن‌ها نامعلوم است.

افق رویداد یک سیاهچاله نقطه بی‌بازگشتی است که فراتر از آن همه‌چیز به نیستی و فراموشی سپرده می‌شود. ستارگان، سیارات، گاز، غبار، هر نوع تابش الکترومغناطیس و هر چه که فکرش را بکنید.

نخستین پیش‌بینی‌ها درباره وجود سیاهچاله‌ها را آلبرت اینشتین از طریق نظریه نسبیت عام در سال ۱۹۱۶ انجام داد اما نام این پدیده را جان ویلر، ستاره‌شناس آمریکایی، تازه در سال ۱۹۶۷ طرح کرد؛ سه سال پس از آنکه یکی از آن‌ها برای نخستین بار پیدا شد. این سیاهچاله «ماکیان اکس یک» بود که با پیدایش ستاره‌شناسی پرتو اکس ردیابی شد.

آیا سیاهچاله‌ها برای حیات شناخته‌شده تهدید محسوب می‌شوند؟

برای اینکه درکی از مسئله داشته باشیم، تصویری را در نظر می‌گیریم که دو سال پیش منتشر شد و ستاره‌شناسان باهیجان اعلام کردند که «چیزی نادیدنی» را مشاهده کرده‌اند. تصویری که سیاهچاله‌ای در مرکز کهکشان «مسیه ۸۷» در فاصله ۵۴ میلیون سال نوری از زمین در خوشه دوشیزه را نشان می‌داد. از این‌ها گذشته، این موضوع بحث همین هفته‌های گذشته است که دانشمندان از یافتن مجموعه عظیمی با بیش از ۱۰۰ سیاهچاله پراکنده درون کهکشان راه شیری خبر دادند که در «خوشه ستاره‌ای پالومار ۵» واقع شده است و تنها ۸۰ هزار سال نوری از زمین فاصله دارد. در واقع این فاصله هنوز زیاد است. 

در حالی که بسیاری از مسائل درباره سیاهچاله مبهم باقی مانده است، بسیاری از نظریه‌های ما درباره آن‌ها چیزی بیش از حدس و گمان‌های نظری نیست. به نظر می‌رسد که این توافق اصولی وجود داشته باشد که آن‌ها بسیار خطرناک‌اند و تصور قابلیت آن‌ها در پاره‌پاره کردن ستارگان تصوری عمیقا نگران‌کننده است.

این سوال که آیا سیاره ما در زمانی نزدیک در معرض خطر بلعیده شدن در یک سیاهچاله است، احتمالا بهتر است از ناسا پرسیده شود.

الیزابت لانداو از سازمان فضایی ایالات متحده می‌نویسد: «جهان جای پهناوری است، ابعاد منطقه‌ای که در آن یک سیاهچاله به خصوص اثرات قابل توجه گرانشی دارد، در مقایسه با ابعاد یک کهکشان کوچک است. این مسئله حتی درباره سیاهچاله‌های کلان‌جرم (نظیر سیاهچاله‌ای که در مرکز کهکشان راه شیری واقع شده است) نیز صادق است. این سیاهچاله احتمالا تاکنون اغلب یا همه ستارگان یرا که اطرافش شکل گرفته‌اند بلعیده است و ستارگان دورتر از به دام کشیده شدن در امان‌اند. از آنجا که جرم این سیاهچاله چند میلیون برابر جرم خورشید است، با بلعیدن چند ستاره دیگر در حدواندازه‌های خورشید، افزایش کمی در جرم آن اتفاق خواهد افتاد. خطری از این بابت که زمین (که در فاصله ۲۶ هزار سال نوری از سیاهچاله مرکز کهکشان راه شیری واقع شده) به درون این سیاهچاله کشیده شود، وجود ندارد.»

او ادامه می‌دهد: «برخوردهای بین کهکشان‌ها در آینده به این منجر خواهند شد که سیاهچاله‌ها بزرگ‌تر شوند؛ برای نمونه با ادغام سیاهچاله‌ها؛ اما این طور هم نیست که برخورد [بین سیاهچاله‌ها] همین طور تا ابد اتفاق بیفتد زیرا جهان پهناور و در حال انبساط است؛ از این رو بسیار نامحتمل است که زنجیره [بی‌انتهای] تولید سیاهچاله به راه بیفتد.»

با این حال، لانداو به وجود یک نسبت عجیب میان این هیولاها (سیاهچاله‌ها) و سیاره خودمان اشاره می‌کند. او توضیح می‌دهد: «سیاهچاله‌های ستاره‌وار از انفجارهای عظیم ستارگان به جا می‌مانند. این انفجارها عناصری از قبیل کربن، نیترژون و اکسیژن را که برای حیات ضروری‌اند در فضا پخش و توزیع می‌کنند. ادغام دو ستاره نوترونی، دو سیاهچاله یا یک ستاره نوترونی و یک سیاهچاله به طریق مشابه عناصر سنگین را به محیط پیرامون خود می‌پراکند. عناصری که ممکن است روزی به بخشی از سیارات جدید تبدیل شوند. امواج نوسانی و ضربه‌ای ناشی از انفجارهای ستاره‌ای ممکن است ستارگان جدید و منظومه‌های ستاره‌ای جدیدی را نیز تشکیل دهد. از این رو ما وجود خود روی زمین را به نوعی به انفجارها و رخدادهای برخوردی مدیونیم که در زمان‌های بسیار دور سیاهچاله ها را تشکیل داده‌اند.»

چرا حالا چنین چیزی را می‌پرسیم؟

دانش ما از سیاهچاله‌ها این هفته (پس از آنکه دانشمندان برای نخستین بار نور سوی دیگر یکی از این سیاهچاله ها را مشاهده کردند) باز هم گسترش پیدا کرد. کشفی که پیش از این به دلیل اشتهای سیری‌ناپذیر سیاهچاله‌ها در بلعیدن نور ناممکن به نظر می‌رسید.

ستاره‌شناسان دانشگاه استنفورد در حال مطالعه روی پرتوهای اکسی که از یک سیاهچاله مستقر در مرکز کهکشانی دیگر (در فاصله ۸۰۰ میلیون سال نوری) در عالم پراکنده می‌شدند، شواهدی از پخش شدن «پژواک» نور گزارش کردند. دانشمندان با انتشار یافته‌های خود در نشریه علمی «نیچر» می‌گویند که پرتوهای اکسِ مشاهده شده بر اساس یک الگوی عجیب عمل می‌کردند:  پس از درخشش شراره‌های اولیه، پرتوهای کوچک‌تر و با تاخیری مشاهده می‌شدند که بر خلاف انتظار در مقایسه با درخشندگی‌های واضح‌تر قبلی، در «رنگ‌های» دیگری ظاهر می‌شدند.

دن ویلکینز، اخترفیزیکدان، توضیح می‌دهد: «دلیل آنکه ما می‌توانیم آن را مشاهده کنیم، این است که سیاهچاله فضا را پیچ‌وتاب می‌دهد، نور را منحرف و میدان‌های مغناطیسی اطراف خود را خم می‌کند.»

پژوهش آن‌ها با هدفی آغاز شد که تا حدودی با [هدف آشکارسازی] نور معمولی که یک سیاهچاله آن را ایجاد می‌کند متفاوت بود: حلقه‌ای که اطراف و بیرون سیاهچاله را فرا می‌گیرد، با فرو ریختن ماده در آن ایجاد می‌شود. این حلقه یکی از درخشان‌ترین منابع پیوسته در عالم به شمار می‌رود که پرتوهای اکسی می‌پراکند که می‌توانند برای تجزیه و تحلیل خود سیاهچاله استفاده شوند. [حلقه دور سیاهچاله] موضوعی است که همچنان با جذبه بی پایان خود علاقه‌مندان نجوم در سراسر جهان را به خود جذب می کند.