خبر بد برای زمین!
طی سال‌های اخیر بحث در خصوص وجود سیاهچالهها و ویژگی‌های آن‌ها شدت گرفته است و این موضوع باعث شکل‌گیری سوالات بی‌شماری نیز در این رابطه شده است، یکی از این سوالات احتمال قرارگیری زمین در مجاورت سیاه‌چاله و پیامد‌های آن است.
کد خبر :
۱۲۱۱۶
بازدید :
۴۵۸۷
طی سال‌های اخیر بحث در خصوص وجود سیاهچالهها و ویژگی‌های آن‌ها شدت گرفته است و این موضوع باعث شکل‌گیری سوالات بی‌شماری نیز در این رابطه شده است، یکی از این سوالات احتمال قرارگیری زمین در مجاورت سیاه‌چاله و پیامد‌های آن است.
مدت‌ها است که بحث در خصوص سیاهچالهها بالا گرفته و علاقه‌ی عموم نیز نسبت به این موضوع به ویژه پس از اثبات وجود موج‌های گرانشی، رو به افزایش است. یکی از سوالاتی که عموما پرسیده می‌شود این است که تصاویر نشان داده شده از سیاهچالهها در فیلم‌های علمی تخیلی تا چه اندازه به واقعیت نزدیک است و آیا آنچه که در خصوص کرم‌چاله‌‌ها در فیلم Stargate تماشا می‌کنیم، حقیقت دارد یا خیر.
اما در هر صورت سوالی که همیشه پیش می‌آید، این است که از لحاظ تئوری، سیاهچالهها به چه طرقی می‌توانند بر روی حیات انسان و کره‌ی زمین تاثیر گذار باشند. در حال حاضر تنها سه مشخصه از یک سیاه‌چاله به صورت اصولی قابل اندازه‌گیری است: جرم، اسپین (تکانه‌ی زاویه‌ای) و بار الکتریکی کلی.
در واقع این کمیت‌ها تنها پارامتر‌هایی از یک سیاه‌چاله هستند که از خارج آن قابل مشاهده است، چرا که تمام اطلاعات دیگر در خصوص نحوه‌ی شکل‌گیری یک سیاه‌چاله از بین رفته است. از این موضوع با عنوان نظریه‌ی "بدون مو" یاد می‌شود.
به صورت خلاصه این نظریه بیان می‌دارد که صرفنظر از میزان پیچیدگی یا پرمویی جسمی که به سمت یک سیاه‌چاله پرتاب می‌کنید، مشخصات این جسم همواره به جرم، بار و اسپین کاهش خواهد یافت (تراشیده خواهد شد).
از بین این پارامترها، جرم از بالاترین میزان اهمیت برخوردار است. تعریف ابتدایی یک سیاه‌چاله این است که جرم آن در داخل حجم فوق‌العاده کوچکی متمرکز شده است (تکینگی گرانشی). و در حقیقت آنچه که باعث وارد آمدن صدمه به اجسام مجاور سیاه‌چاله می‌شود، نیروهای گرانشی فوق‌العاده زیاد ناشی از جرم آن است.
اسپاگتی فضایی
یکی از شناخته شده‌ترین آثار قرارگیری در مجاورت یک سیاه‌چاله، پدیده‌ی Spaghettification است، به این مفهوم که اگر به یک سیاه‌چاله بسیار نزدیک شوید، همانند اسپاگتی کش خواهید آمد.
این پدیده به علت وجود گرادیان گرانش در بدن شما رخ می‌دهد. تصور کنید که از سمت پاهای خود در حال ورود به داخل یک سیاه‌چاله هستید، از آنجایی که پاهای شما نسبت به سرتان از لحاظ فیزیکی به سیاه‌چاله نزدیک‌تر هستند،
بنابراین نیروی گرانشی قوی‌تری را نسبت به سرتان تجربه خواهند کرد. همچنین به دلیل آنکه بازوهایتان در راستای مرکز ثقل بدنتان قرار ندارد، بنابراین جهت نیروی گرانشی وارد شده به آن‌ها مقدار اندکی با جهت نیروی وارد شده به سرتان متفاوت خواهد بود.
این موضوع باعث به وجود آمدن فرورفتگی‌هایی در قسمت‌های کناری بدن شده و در نتیجه علاوه بر کشیدگی بدن، قسمت‌های میانی آن نیز باریک‌تر (فشرده‌تر) خواهد شد. بنابراین بدن شما یا هر جسم دیگری مانند زمین، قبل از رسیدن به مرکز سیاه‌چاله، همانند اسپاگتی کش خواهد آمد.
اما محل دقیق نقطه‌ای که در آن، مقدار نیروهای گرانشی از حد تحمل گذر خواهد کرد، به شدت به جرم سیاه‌چاله بستگی دارد. برای سیاه‌چاله‌ای "عادی" که در اثر فروپاشی ستاره‌ای با جرم زیاد به وجود آمده است، این نقطه چند صد کیلومتر پس از افق رویداد (نقطه‌ای که پس از آن، هیچ‌گونه اطلاعاتی قادر به خروج از سیاهه‌چاله نخواهد بود) قرار دارد.
در مورد یک سیاه‌چاله‌ی کلان‌جرم، مانند نمونه‌ای که طبق پیش‌بینی‌ها در مرکز کهکشان ما قرار گرفته، احتمالا جسم بلافاصله در زیر نقطه‌ی افق رویداد و قبل از وقوع پدیده‌ی اسپاگتی، در نقطه‌ای که در فاصله‌ی چند ۱۰ هزار کیلومتری مرکز سیاه‌چاله قرار دارد، محو خواهد شد. برای بیننده‌ای که در فاصله‌ای زیاد و به دور از نقطه‌ی افق رویداد قرار گرفته، چنین به نظر خواهد رسید که سرعت جسم بلافاصله کاهش یافته و سپس به تدریج محو می‌شود.
خبر بد برای زمین
چنانچه سیاه‌چاله‌ای در مجاورت کره‌ی زمین قرار گیرد، از لحاظ تئوری چه اتفاقاتی ممکن است رخ دهد؟ در این مورد نیز همان آثار گرانشی که منجر به پدیده‌ی Spaghettification می‌شدند، رخ خواهد داد. بخشی از زمین که در مجاورت سیاه‌چاله قرار دارد، نسبت به سایر بخش‌های آن، مقدار نیروی گرانشی به مراتب بیشتری را متحمل خواهد شد، بنابراین زمین شروع به فروپاشی خواهد کرد.
اما چنانچه یک سیاه‌چاله‌ی کلان‌جرم در حال بلعیدن ما در زیر نقطه‌ی افق رویداد خود باشد، احتمالا متوجه وقوع این رخداد نباشیم، چرا که حداقل برای مدت کوتاهی، همه‌چیز عادی به نظر خواهد رسید. در این حالت احتمالا تا زمان وقوع حادثه مدتی طول بکشد. اما چندان جای نگرانی نیست، زیرا علاوه بر پایین بودن احتمال قرارگیری یک سیاه‌چاله در مجاورت کره‌ی زمین، احتمالا در صورت وقوع چنین رخدادی، پس از فروپاشی زمین به صورت هولوگرافیک به حیات خود ادامه خواهیم داد.
مراقب تشعشعات باشید
جالب است بدانید که سیاهچالهها لزوما به رنگ سیاه نیستند. اختروش‌ها (اجرامی که در قلب کهکشان‌های دوردست قرار داشته و از سیاهچالهها قدرت می‌گیرند)، اجرام فوق‌العاده درخشانی هستند. میزان درخشش آن‌ها بلافاصله می‌تواند کل کهکشان میزبان را تحت الشعاع قرار دهد. این تشعشعات زمانی تولید می‌شوند که سیاه‌چاله در حال بلعیدن ماده‌ی جدیدی است. لازم به توضیح است، دلیل آنکه ما هنوز قادر به دیدن ماده‌ی یاد شده هستیم، این است که کماکان بیرون از نقطه‌ی افق رویداد سیاه‌چاله قرار دارد.
زیر نقطه‌ی افق رویداد، محلی است که هیچ چیزی، حتی نور قادر به گریز از آن نیست. به محض جمع شدن کل ماده‌ی بلعیده شده در یک محل، درخشش آن شروع خواهد شد، در حقیقت ناظران اختروش‌ها، همین درخشش را مشاهده می‌کنند.
اما این تشعشع برای اجرامی که در مجاورت سیاه‌چاله قرار می‌گیرند، بسیار مشکل‌ساز است، چرا که این تشعشعات بسیار داغ هستند. در حقیقت قبل از آنکه دچار پدیده‌ی اسپاگتی شویم، تشعشعات یاد شده، سرخمان خواهند کرد!
حیات در اطراف یک سیاه‌چاله
احتمالا برای کسانی که فیلم اینتراستلار کریستوفر نولان را تماشا کرده‌اند، دورنمای سیاره‌ای در حال گردش حول یک سیاه‌چاله، بسیار خوشایند باشد. لازمه‌ی حیات، وجود یک منبع انرژی یا یک اختلاف دما است، و یک سیاه‌چاله می‌تواند نقش این منبع را ایفا کند.
اما نکته‌ای که وجود دارد، این است که باید مانع از بلعیده شدن هر ماده‌ای توسط سیاه‌چاله شد، در غیر اینصورت میزان تشعشعات منتشر شده توسط سیاه‌چاله به قدری زیاد خواهد بود که امکان وجود حیات در تمام دنیاهای مجاور را نیز فراهم خواهد کرد.
اما اینکه حیات در چنین دنیایی (البته با فرض آنکه به اندازه‌ای به سیاه‌چاله نزدیک نباشد که امکان وقوع پدیده‌ی اسپاگتی را مهیا کند) چگونه خواهد بود، خود مسئله‌ی دیگری است. احتمالا میزان انرژی دریافتی توسط چنین سیاره‌ای در قیاس با میزان انرژی دریافت شده توسط زمین از خورشید، بسیار ناچیز خواهد بود و طبیعتا محیط زیست چنین سیاره‌ای نیز به همان میزان عجیب خواهد بود.
اگرچه عوامل یاد شده، در تناقض با امکان وجود حیات در چنین شرایطی نیستند، اما با این حال باعث دشوار شدن پیش‌بینی چگونگی آن می‌شوند. لازم به ذکر است که در جریان ساخت فیلم اینتراستلار، جهت کسب اطمینان از صحت تصویرهای به نمایش در آمده از سیاه‌چاله، با کیپ ثورن، فیزیک‌دان سرشناس آمریکایی مشورت شده است.
مدت‌ها است که بحث در خصوص سیاهچالهها بالا گرفته و علاقه‌ی عموم نیز نسبت به این موضوع به ویژه پس از اثبات وجود موج‌های گرانشی، رو به افزایش است. یکی از سوالاتی که عموما پرسیده می‌شود این است که تصاویر نشان داده شده از سیاهچالهها در فیلم‌های علمی تخیلی تا چه اندازه به واقعیت نزدیک است و آیا آنچه که در خصوص کرم‌چاله‌‌ها در فیلم Stargate تماشا می‌کنیم، حقیقت دارد یا خیر.
اما در هر صورت سوالی که همیشه پیش می‌آید، این است که از لحاظ تئوری، سیاهچالهها به چه طرقی می‌توانند بر روی حیات انسان و کره‌ی زمین تاثیر گذار باشند. در حال حاضر تنها سه مشخصه از یک سیاه‌چاله به صورت اصولی قابل اندازه‌گیری است: جرم، اسپین (تکانه‌ی زاویه‌ای) و بار الکتریکی کلی.
در واقع این کمیت‌ها تنها پارامتر‌هایی از یک سیاه‌چاله هستند که از خارج آن قابل مشاهده است، چرا که تمام اطلاعات دیگر در خصوص نحوه‌ی شکل‌گیری یک سیاه‌چاله از بین رفته است. از این موضوع با عنوان نظریه‌ی "بدون مو" یاد می‌شود.
به صورت خلاصه این نظریه بیان می‌دارد که صرفنظر از میزان پیچیدگی یا پرمویی جسمی که به سمت یک سیاه‌چاله پرتاب می‌کنید، مشخصات این جسم همواره به جرم، بار و اسپین کاهش خواهد یافت (تراشیده خواهد شد).
از بین این پارامترها، جرم از بالاترین میزان اهمیت برخوردار است. تعریف ابتدایی یک سیاه‌چاله این است که جرم آن در داخل حجم فوق‌العاده کوچکی متمرکز شده است (تکینگی گرانشی). و در حقیقت آنچه که باعث وارد آمدن صدمه به اجسام مجاور سیاه‌چاله می‌شود، نیروهای گرانشی فوق‌العاده زیاد ناشی از جرم آن است.
اسپاگتی فضایی
یکی از شناخته شده‌ترین آثار قرارگیری در مجاورت یک سیاه‌چاله، پدیده‌ی Spaghettification است، به این مفهوم که اگر به یک سیاه‌چاله بسیار نزدیک شوید، همانند اسپاگتی کش خواهید آمد.
این پدیده به علت وجود گرادیان گرانش در بدن شما رخ می‌دهد. تصور کنید که از سمت پاهای خود در حال ورود به داخل یک سیاه‌چاله هستید، از آنجایی که پاهای شما نسبت به سرتان از لحاظ فیزیکی به سیاه‌چاله نزدیک‌تر هستند،
بنابراین نیروی گرانشی قوی‌تری را نسبت به سرتان تجربه خواهند کرد. همچنین به دلیل آنکه بازوهایتان در راستای مرکز ثقل بدنتان قرار ندارد، بنابراین جهت نیروی گرانشی وارد شده به آن‌ها مقدار اندکی با جهت نیروی وارد شده به سرتان متفاوت خواهد بود.
این موضوع باعث به وجود آمدن فرورفتگی‌هایی در قسمت‌های کناری بدن شده و در نتیجه علاوه بر کشیدگی بدن، قسمت‌های میانی آن نیز باریک‌تر (فشرده‌تر) خواهد شد. بنابراین بدن شما یا هر جسم دیگری مانند زمین، قبل از رسیدن به مرکز سیاه‌چاله، همانند اسپاگتی کش خواهد آمد.
اما محل دقیق نقطه‌ای که در آن، مقدار نیروهای گرانشی از حد تحمل گذر خواهد کرد، به شدت به جرم سیاه‌چاله بستگی دارد. برای سیاه‌چاله‌ای "عادی" که در اثر فروپاشی ستاره‌ای با جرم زیاد به وجود آمده است، این نقطه چند صد کیلومتر پس از افق رویداد (نقطه‌ای که پس از آن، هیچ‌گونه اطلاعاتی قادر به خروج از سیاهه‌چاله نخواهد بود) قرار دارد.
در مورد یک سیاه‌چاله‌ی کلان‌جرم، مانند نمونه‌ای که طبق پیش‌بینی‌ها در مرکز کهکشان ما قرار گرفته، احتمالا جسم بلافاصله در زیر نقطه‌ی افق رویداد و قبل از وقوع پدیده‌ی اسپاگتی، در نقطه‌ای که در فاصله‌ی چند ۱۰ هزار کیلومتری مرکز سیاه‌چاله قرار دارد، محو خواهد شد. برای بیننده‌ای که در فاصله‌ای زیاد و به دور از نقطه‌ی افق رویداد قرار گرفته، چنین به نظر خواهد رسید که سرعت جسم بلافاصله کاهش یافته و سپس به تدریج محو می‌شود.
خبر بد برای زمین
چنانچه سیاه‌چاله‌ای در مجاورت کره‌ی زمین قرار گیرد، از لحاظ تئوری چه اتفاقاتی ممکن است رخ دهد؟ در این مورد نیز همان آثار گرانشی که منجر به پدیده‌ی Spaghettification می‌شدند، رخ خواهد داد. بخشی از زمین که در مجاورت سیاه‌چاله قرار دارد، نسبت به سایر بخش‌های آن، مقدار نیروی گرانشی به مراتب بیشتری را متحمل خواهد شد، بنابراین زمین شروع به فروپاشی خواهد کرد.
اما چنانچه یک سیاه‌چاله‌ی کلان‌جرم در حال بلعیدن ما در زیر نقطه‌ی افق رویداد خود باشد، احتمالا متوجه وقوع این رخداد نباشیم، چرا که حداقل برای مدت کوتاهی، همه‌چیز عادی به نظر خواهد رسید. در این حالت احتمالا تا زمان وقوع حادثه مدتی طول بکشد. اما چندان جای نگرانی نیست، زیرا علاوه بر پایین بودن احتمال قرارگیری یک سیاه‌چاله در مجاورت کره‌ی زمین، احتمالا در صورت وقوع چنین رخدادی، پس از فروپاشی زمین به صورت هولوگرافیک به حیات خود ادامه خواهیم داد.
مراقب تشعشعات باشید
جالب است بدانید که سیاهچالهها لزوما به رنگ سیاه نیستند. اختروش‌ها (اجرامی که در قلب کهکشان‌های دوردست قرار داشته و از سیاهچالهها قدرت می‌گیرند)، اجرام فوق‌العاده درخشانی هستند. میزان درخشش آن‌ها بلافاصله می‌تواند کل کهکشان میزبان را تحت الشعاع قرار دهد. این تشعشعات زمانی تولید می‌شوند که سیاه‌چاله در حال بلعیدن ماده‌ی جدیدی است. لازم به توضیح است، دلیل آنکه ما هنوز قادر به دیدن ماده‌ی یاد شده هستیم، این است که کماکان بیرون از نقطه‌ی افق رویداد سیاه‌چاله قرار دارد.
زیر نقطه‌ی افق رویداد، محلی است که هیچ چیزی، حتی نور قادر به گریز از آن نیست. به محض جمع شدن کل ماده‌ی بلعیده شده در یک محل، درخشش آن شروع خواهد شد، در حقیقت ناظران اختروش‌ها، همین درخشش را مشاهده می‌کنند.
اما این تشعشع برای اجرامی که در مجاورت سیاه‌چاله قرار می‌گیرند، بسیار مشکل‌ساز است، چرا که این تشعشعات بسیار داغ هستند. در حقیقت قبل از آنکه دچار پدیده‌ی اسپاگتی شویم، تشعشعات یاد شده، سرخمان خواهند کرد!
حیات در اطراف یک سیاه‌چاله
احتمالا برای کسانی که فیلم اینتراستلار کریستوفر نولان را تماشا کرده‌اند، دورنمای سیاره‌ای در حال گردش حول یک سیاه‌چاله، بسیار خوشایند باشد. لازمه‌ی حیات، وجود یک منبع انرژی یا یک اختلاف دما است، و یک سیاه‌چاله می‌تواند نقش این منبع را ایفا کند.
اما نکته‌ای که وجود دارد، این است که باید مانع از بلعیده شدن هر ماده‌ای توسط سیاه‌چاله شد، در غیر اینصورت میزان تشعشعات منتشر شده توسط سیاه‌چاله به قدری زیاد خواهد بود که امکان وجود حیات در تمام دنیاهای مجاور را نیز فراهم خواهد کرد.
اما اینکه حیات در چنین دنیایی (البته با فرض آنکه به اندازه‌ای به سیاه‌چاله نزدیک نباشد که امکان وقوع پدیده‌ی اسپاگتی را مهیا کند) چگونه خواهد بود، خود مسئله‌ی دیگری است. احتمالا میزان انرژی دریافتی توسط چنین سیاره‌ای در قیاس با میزان انرژی دریافت شده توسط زمین از خورشید، بسیار ناچیز خواهد بود و طبیعتا محیط زیست چنین سیاره‌ای نیز به همان میزان عجیب خواهد بود.
اگرچه عوامل یاد شده، در تناقض با امکان وجود حیات در چنین شرایطی نیستند، اما با این حال باعث دشوار شدن پیش‌بینی چگونگی آن می‌شوند. لازم به ذکر است که در جریان ساخت فیلم اینتراستلار، جهت کسب اطمینان از صحت تصویرهای به نمایش در آمده از سیاه‌چاله، با کیپ ثورن، فیزیک‌دان سرشناس آمریکایی مشورت شده است.
۰
