امواج گرانشی لیگو از سیاهچاله سرچشمه گرفته بودند یا از چیز دیگر؟
شگفتی پشت شگفتی! اوایل امسال بود که خبر آشکارسازی امواج گرانشی موجی در دنیای فیزیک به راه انداخت. به باور اخترشناسان، این سیگنال از پیوند و یکی شدن دو سیاهچاله سرچشمه گرفته بود، ولی اکنون گروهی از دانشمندان می گویند سرچشمه ی این امواج می توانسته چیزی باشد که از سیاهچاله هم شگفت انگیزتر است: یک گرَوَستار (گرت‌اختر، gravastar)- جرمی تقریبا به فشردگی سیاهچاله ولی بدون افق رویداد، که تقریبا به همان شیوه ی سیاهچاله نوسان می کند. [۱]
هیچ کس در نخستین آشکارسازی امواج گرانشی شکی ندارد. دانشمندان رصدخانه ی تداخل سنج لیزری امواج گرانشی (لیگو، LIGO) در ماه فوریه اعلام کردند که امواج گرانشی، همان چین و شکن هایی در فضا-زمان که در نظریه ی نسبیت عام آلبرت اینشتین پیش بینی شده بود را دریافت و آشکار کرده اند.
پائولو پانی از دانشگاه ساپینزا در رم ایتالیا می گوید: «ما نمی خواهیم بگوییم لیگو اشتباه کرده.». ولی پانی و همکارانش می گویند که سیگنال دریافتی شاید در اثر یکی شدن (ادغام) دو سیاهچاله پدید نیامده بوده.
دلیل آن ها اینست که سیگنال دریافتی لیگو در سه گام دریافت شد [همزمان تصویر زیر را هم ببینید]:
* نخست فروپیچه یا inspiral- تغییر بسامد امواج گرانشی نشان می داد که دو جرم دارند با چرخش مارپیچی به گرد یکدیگر، به هم نزدیک و نزدیک تر می شوند.
* دوم، ادغام یا merger- افزایشی ناگهانی در شدت و بسامد امواج روی داد که نشانگر ادغام دو جرم بود.
* و سوم، "لرزش واپسین" یا ringdown- یک اُفت و خاموشی که در اثر آرام گرفتن سیاهچاله ی پیوندی و ناپدید شدن امواج گرانشی آن ها روی داد.
این گام آخر به طور ویژه می تواند نشانگر پیدایش یک افق رویداد تازه باشد، منطقه ای از فضا که حتی نور هم با گذر از آن دیگر نمی تواند از چنگ سیاهچاله بگریزد.
 |
| بالای تصویر، برداشت هنری از دو سیاهچاله ی ادغام شونده. پایین تصویر، سیگنال هایی که همزمان با دگرگونی سیاهچاله ها، توسط دو آشکارساز لیگو دریافت شد و در سه گام تغییر کرد (inspiral-merger-ringdown). تصویر در اندازه ی بزرگ تر |
پانی می گوید: «دیدگاه رایج اینست که دیده شدن این لرزش واپسین نشانه ی این افق است، زیرا تنها سیاهچاله ها دقیقا به همین شیوه نوسان می کنند.» ولی او و گروهش احتمال های دیگری را هم پیش کشیده اند.
یکی از احتمال های پیشنهاد شده به جای سیاهچاله، جرمی به نام گرَوَستار است، یک گوی چگال از ماده که کُره ای از انرژی تاریک آن را متورم نگه داشته. چنین جرمی تاکنون هرگز دیده نشده، ولی همه ی شواهدی که برای سیاهچاله ها داریم می توانند نشانگر وجود آن هم باشند. تفاوت اصلی آن ها در اینست که گروستارها افق رویداد ندارند. در عوض، فوتون ها می توانند در یک مدار دایره ای پیرامون گروستارها به دام بیقتند؛ این مدار به نام "حلقه ی نور" (light ring) شناخته می شود.
پانی می گوید: «اگر جرمی تقریبا به اندازه ی یک سیاهچاله چگال باشد، حتی اگر یک افق رویداد هم نداشته باشد باز هم تقریبا به همان شیوه ی سیاهچاله نوسان می کند. تنها تفاوت در واپسین لحظه ی رویداد [ادغام] و زمانی است که سیگنال دیگر کوچک شده [و آشکارسازی‌اش دشوار است]، از همین رو احتمال دارد لیگو این تفاوت را متوجه نشده باشد.»
بی.اس. ساتیاپراکاش از دانشگاه کاردیف بریتانیا و یکی از اعضای لیگو می گوید: «سیگنالی که ما دریافت کردیم هم با پیدایش یک سیاهچاله و هم با پیدایش یک جرم بی‌افق سازگار بود.» ولی به گفته ی او، اگر ما بتوانیم پیوند سیاهچاله های بزرگ تر، و یا نزدیک تر به زمین را هم آشکار کنیم، ماجرا روشن خواهد شد: «در آن زمانست که می توانیم به گونه ی قطعی بگوییم آیا سیگنالِ واپسین لحظه با ادغام سیاهچاله همخوانی دارد یا اجرام شگرف دیگر.»
به گفته ی پانی، به احتمال بسیار در پایان همان نظریه ی سیاهچاله برنده خواهد شد، ولی ارزش بررسی دوباره را دارد: «ما به عنوان دانشمند می کوشیم نقش وکیل مدافع شیطان را بازی کنیم نه این که به الگوواره‌هایی بدون شواهد دیداری باور داشته باشیم.»
این پژوهشنامه برای چاپ در فیزیکال ریویو لترز پذیرفته شده.
--------------------------------------------
یادداشت:
۱] واژه‌ی gravastar کوتاه شده‌ی “Gravitational Vacuum Condensate Star” است.
--------------------------------------------
کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:
واژه نامه:
gravitational wave - black hole - gravastar - event horizon - Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory - LIGO - space-time - Albert Einstein - theory of relativity - Paolo Pani - merger - inspiral - intensity - frequency - ringdown - dark energy - photon - light ring - B. S. Sathyaprakash - devil’s advocate - paradigm
منبع: newscientist
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان
2 دیدگاه شما:
درود
برای اولین بار است که درباره گرَوَستار مطلب میخوانم . سپاس از شما
درود.
خواهش می کنم دوست گرامی.
ارسال یک نظر