اگر به سوی یک سیاهچاله می روید مطمئن شوید که چرخان است

بر کسی پوشیده نیست که اگر بخواهیم سفری در پهنه ی کهکشان انجام دهیم باید از سیاهچاله ها دوری کنیم. کافیست بیش از حد به یکی از آن ها نزدیک شویم تا فضاپیمایمان به دام گرانش هولناک آن افتاده و نومیدانه در چرخه ای مارپیچی به سوی افق رویدادِ سیاهش کشیده شود، مرزی که اگر از آن بگذریم، دیگر هیچ راه گریزی نخواهیم داشت.

در این مسیر، هر چه به سیاهچاله نزدیک تر می شویم گرانش بیشتری بر فضاپیمایمان وارد می شود، به گونه ای که در یک سر آن که به سیاهچاله نزدیک تر است نسبت به سر دیگرش نیروی بیشتر و بیشتری وارد می شود تا این که سرانجام نیروهای کِشندی سهمگین ما و فضاپیما را از هم خواهد گسیخت. هر آنچه باقی بماند به کشیده شدن به سمت سیاهچاله ادامه خواهد داد و در این راه، شتاب گرفته و هم ما و هم فضا در اثر "پدیده ی ماکارونی" به رشته هایی تبدیل می شویم تا سرانجام به افق رویداد سیاهچاله برسیم.

این دیگر پایان سفر کیهانی ماست و هیچ چیز از ما به جا نخواهد ماند؛ شاید تنها در درازنای هزاران سال، کمی "اطلاعات" به نام "تابش هاوکینگ" که به کُندی پخش می شود از سیاهچاله به فضا نشت کند. یادمان به خیر و نیکی!

پنداشت های فیلم "میان‌ستاره ای" از دید علمی می توانند درست باشند به شرطی که سیاهچاله،‌ یک سیاهچاله ی چرخان باشد.

البته این در صورتی است که آنقدر نادان باشیم که به یک سیاهچاله ی نا-چرخان (سیاهچاله ای که نمی چرخد) نزدیک شویم [۱]. بر پایه ی پژوهشی تازه، اگر یک سیاهچاله چرخش خوبی داشته باشد، این احتمال هست که ما و فضاپیمایمان بتوانیم از نزدیک شدن به آن جان به در برده و سالم به سفرمان ادامه دهیم. 

گروهی از پژوهشگران کالج گوینت جورجیا، دانشگاه ماساچوست دارتموث، و دانشگاه مریلند برای بررسی فیزیک شگفت انگیز سیاهچاله های چرخنده یا "سیاهچاله های کِر"، و آنچه ممکن است در قلمروی رازگونه ی آن سوی افق رویداد آن ها دیده شود مدل های ابررایانه ای تازه ای پدید آورده اند. نتیجه ای که آنها گرفتند این بود که دینامیک چرخش سریع این سیاهچاله ها سناریویی را می آفریند که در آن، یک فضاپیمای فرضی و سرنشینانش شاید بتوانند به هنگام نزدیک شدن به افق رویداد دچار از هم گسیختگی گرانشی نشوند.

دکتر لیور بورکو، استادیار کالج گوینت جورجیا و پژوهشگر اصلی این پژوهش می گوید: «ما یک شبیه سازی رایانه ای که در نوع خود نخست بود برای چگونگی دگرگونی میدان های فیزیکی به هنگام نزدیک شدن به مرکز یک سیاهچاله ی چرخان پدید آورده ایم. همیشه چنین پنداشته می شود که اجرام با نزدیک شدن به سیاهچاله در اثر نیروی فزاینده ی گرانشی لِه و خرد می شوند. ولی ما پی بردیم که گرچه نیروهای گرانشی افزایش یافته و بی نهایت می شوند، ولی این کار با سرعتی به اندازه ی کافی سریع انجام می شود که برهم کنش آن ها به اجرام فیزیکی اجازه می دهد به هنگام نزدیک شدن به مرکز سیاهچاله آسیبی نبینند.»

از آنجایی که محیط پیرامون سیاهچاله بسیار خشن است (و فیزیک درون آن ها از قوانین پیروی نمی کند)، پدید آوردن مدل های دقیق نیاز به پیشرفته ترین فناوری توان محاسباتی دارد.

گاراو خانا، استادیار فیزیک دانشگاه دارتموث (دانشگاهی که مدل سازی های دقیق رایانه ای مورد نیاز این پژوهش در مرکز پژوهش های علمی محاسباتی و چشمدید آن انجام شد) می گوید: «گرچه دهه هاست که گمانه زنی های بسیاری درباره ی چیزی که واقعا درون یک سیاهچاله رخ می دهد انجام می شود، ولی کاری که ما کردیم تاکنون هرگز انجام نشده.»

همان گونه که در چند دهه ی گذشته فیلم های علمی‌تخیلی بسیاری -از فیلم "سیاهچاله" ساخته ی دیزنی گرفته تا "میان‌ستاره ایِ" کریستوفر نولان- به خیال پردازی پرداخته اند، اگر شرایط مناسب باشد شاید بتوان از سفر به یک سیاهچاله جان به در برد (هر چند باز بعید است بخواهید به یکی از آن ها نزدیک شوید).

البته این که درون یکی از آن ها چه روی می دهد هنوز هم در حد حدس و گمان است...

پژوهشنامه ی این گروه با عنوان "تکینگی افق کوشی درون سیاهچاله های چرخان کِر" در شماره ی ۹ فوریه ی Physical Review D منتشر شده. متن کامل آن را می توانید اینجا بخوانید. این پژوهش با پشتیبانی بنیاد ملی علوم آمریکا انجام گرفت.

--------------------------------------------------

یادداشت:

۱] یک سیاهچاله ی ناچرخانِ "شوارتزشیلدِ" کامل به دلیل تکانه ی زاویه ای و چیزهای دیگر نمی تواند به آسانی در جهان واقعی پیدا شود، که همین باعث می شود این پژوهش درباره ی سیاهچاله های چرخان بنیان بیشتری داشته باشد.

در همین زمینه:
* آیا بروس ویلیس به راستی توانست جهان را نجات دهد؟! 

-------------------------------------------------

تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه نامه:

black hole - galaxy - event horizon - gravity - tidal force - spaghettification - Hawking radiation - Georgia Gwinnett College - UMass Dartmouth - University of Maryland - supercomputer - Kerr black hole - Lior Burko - Gaurav Khanna - Center for Scientific Computing & Visualization Research - science fiction - Disney - The Black Hole - Nolan - Interstellar - Cauchy-horizon singularity inside perturbed Kerr black holes - Rapid Communication in Physical Review D - National Science Foundation - Matthew McConaughey - non-rotating - Schwarzschild - black hole - angular momentum

منبع: universetoday

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان