سیاهچاله ها هم جامدند و هم مایع!

* هاله ای از رمز و راز سیاهچاله ها را در بر گرفته، ولی اکنون پژوهشگرانی از بنیاد نیلز بوهر، به همراه دانشمندان دیگر نظریه هایی پیشگامانه ارایه کرده اند که می تواند چندین ویژگی آن ها را توضیح دهد.

در فیزیک نظری، می توان چندین صفحه با رفتاری همانند سیاهچاله ها
داشت. به چنین صفحه هایی "سیاه پوسته" می گویند. هنگامی که سیاه-
پوسته ها تا می خورند و چند بُعد می یابند، یک "سیاه چینه" می سازند.
پژوهش تازه نشان می دهد که در سیاه چینه ها، ارتباطی میان گرانش و
مکانیک شاره ها و فیزیک حالت جامد دارد.
پژوهش آن ها نشان می دهد سیاهچاله ها ویژگی هایی دارند که از نظر دینامیکی، هم مانند ویژگی های مایعات است و هم مانند جامدها. دستاوردهای این پژوهش در نشریه ی علمی Physical Review Letters منتشر شد.

سیاهچاله ها اجرامی بی نهایت چگال و فشرده در کیهانند. آن ها به اندازه ای چگالند که کشش گرانشیِ به طور باورنکردنی نیرومندی پدید می آورند و هر چیزی که نزدیکشان برود در اثر این گرانش بلعیده می شود. حتی نور هم نمی تواند از آن ها بگریزد؛ بنابراین نوری که بر آن ها بتابد، بازتابی نخواهد داشت و به کلی درآشامیده (جذب) خواهد شد؛ در نتیجه سیاهچاله دیده نخواهد شد و از همین رو ما آن ها را "سیاه چاله" می خوانیم.

نیلز اوبرز، استاد فیزیک نظری ذرات و کیهان شناسی در بنیاد نیلز بوهر در دانشگاه کپنهاگ می گوید: «ولی سیاهچاله ها کاملن هم سیاه نیستند، زیرا می دانیم آن ها پرتویی می تابانند که بر پایه ی نشانه هایی، این تابش یک تابش گرمایی است، یعنی سیاهچاله یک دما دارد.»

بُعدهای چندگانه
پژوهشگران می دانند که سیاهچاله ها بسیار فشرده اند ولی ویژگی های کوانتومی آن ها را نمی شناسند. نیلز اوبرز در حال کار بر روی مدل های نظری جهت شناخت بهترِ فیزیک سیاهچاله هاست. وی در توضیح می گوید که می توان به سیاهچاله همچون یک ذره نگاه کرد. یک ذره در اصل هیچ بُعدی ندارد؛ تنها یک نقطه است. اگر بُعدی دیگر به ذره بیفزایید، تبدیل به یک ریسمان می‌شود (همانگونه که نقطه هم تبدیل به خط می شود) و اگر به ریسمان بُعدی دیگر بدهید، تبدیل به یک پوسته می شود. فیزیکدان‌ها چنین پوسته ای را یک "برِین" می خوانند (واژه ی برین "brane" از "membrane" به معنای پوسته یا غشا گرفته شده که یک واژه ی زیست شناختی است.)

نیلز اوبرز که این شیوه ی تازه ی نگریستن به سیاهچاله ها را در سال ۲۰۰۹ با همکاری ترولز هالمارک، یکی دیگر از استادان فیزیک نظری در بنیاد نیلز بوهر پی ریخت می گوید: «در نظریه ی ریسمان ها می توان چندین پوسته داشت، از جمله پوسته‌هایی که رفتاری مانند سیاهچاله ها داشته باشند، و ما آن ها را "سیاه پوسته" یا black brane می نامیم. این سیاهپوسته ها گرمایی هستند؛ به بیان دیگر، درجه حرارتی دارند و اجرامی پویا و دینامیکند. هنگامی که سیاهپوسته ها تا خورده و چند بُعدی می شوند، یک "سیاه چینه" یا blackfold پدید می آورند.»

پیشرفت های تازه
اکنون نیلز اوبرز و دو دانشجوی دکترایش، جی آرماس و جیکوب گات به پیشرفت تازه ای در توصیف فیزیک سیاهچاله ها بر پایه‌ی نظریه های سیاهپوسته ها و سیاه چینه ها دست یافته اند.

جی آرماس می گوید: «سیاهپوسته ها اجرامی هیدرودینامیکند؛ به بیان دیگر، آن ها ویژگی های یک مایع را دارند. ما اکنون دریافته ایم که سیاهپوسته ها ویژگی های جامدات را هم دارند. اگر آن ها را خم کنیم، می توانند رفتاری همچون مواد کشسان بروز دهند.»

وی توضیح می دهد که هنگامی که سیاه پوسته ها تا خورده و به سیاه چینه تبدیل می شوند، پدیده ای به نام پیزوالکتریسیته (الکتریسیته ای که در اثر فشار پدید می آید) رخ می دهد. این پدیده ی تازه را می توان به کمک یک سیاه ریسمان دریافت؛ سیاه ریسمانی که اندکی خم شده و دارای بار الکتریکی است و انبوهی و چگالیِ بارهای الکتریکی در بخش میانیش بیش از بخش کناریش که به آن راه دارد است. این باعث می شود دو قطب بار الکتریکی در سیاه ریسمان پدید آید. سیاهچاله ها در نظریه ی گرانش انیشتین پیش‌بینی شده اند. پس این بدان معناست که پیوستگی بسیار شگفت انگیزی میان گرانش و مکانیک شاره ها (سیالات) و فیزیک حالت جامد وجود دارد.

نیلز اوبرز می گوید: «چشمداشت ما اینست که با این نظریه های تازه بتوانیم دیگر پدیده های سیاهچاله ای را هم توضیح دهیم، و بتوانیم ویژگی های فیزیکی ستارگان نوترونی را بهتر دریابیم. همچنین انتظار داریم از آن چه به نام نظریه های ذرات شناخته می‌شود چیزهای بیشتری بفهمیم؛ نظریه هایی که برای نمونه، برای شناخت پلاسمای کوارک-گلوئون در کیهان آغازین کارایی دارد.»

در این زمینه: * شرطی که هاوکینگ آن را باخت: وجود تکینگی عریان * آیا سیاهچاله ها و سیاره ها به یک روش ساخته می شوند؟ * سیاه چاله ها، دام هایی برای ذرات نایافته * سیاهچاله ها چگونه "دنده عوض می کنند"؟ * گرمایش کیهانی جلوی رشد سیاهچاله ها را گرفت * نوار قلب کوچک ترین سیاهچاله * سیاهچاله ای که شرحی کامل بر زندگیش نوشته شد * امکان وجود زندگی درون ابرسیاهچاله ها * این چیزیست که در نزدیکی یک سیاهچاله می بینید 

واژه نامه:
Black hole - Niels Bohr Institute - dynamic - solid - liquid - Physical Review Letters - Niels Obers - quantum - brane - membrane - string theory - black brane - thermal - blackfold - Troels Harmark - Jay Armas - Jakob Gath - hydro-dynamic - elastic material - piezoelectric effect - electricity - electric charge - Einstein - theory of gravity - fluid mechanics - solid-state physics - quark-gluon plasma - dimension

منبع: sciencedaily

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه