در درون سیاهچاله ها چه خواهید دید؟

سیاهچاله منطقه ای از فضا است که ماده در آن فشرده می شود، اما وقتی در یک سفینه فضایی به داخل سیاهچاله سفر می کنید چه چیزی را می بینید؟ محققی به نام مارکوس وو به دنبال پاسخی برای این سوال است.
چیزی در مورد سیاهچاله ها وجود دارد که توجه شما را به خود جلب می کند، اینطور نیست؟ گرانش سیاهچاله آنقدر قوی است که حتی نور نیز نمی تواند از آن فرار کند. اما چیز دیگری در آن وجود دارد. چیزی که نیاز به تفکر دارد. شاید این پدیده تاریکی سیاهچاله ها باشد. تاریکی مطلق و اسرارآمیز که توجه شما را به خود جلب می کند و شما را مجذوب می کند تا حتی کمی نزدیک تر شوید.
سفر به اعماق سیاهچاله ها یک سفر یک طرفه است، بنابراین نگران بلیط برگشت نباشید! زمانی که از «نمایش رویدادها» عبور کنید، یعنی از نقطه‌ای که نور اجازه خروج ندارد، دیگر بازگشتی وجود ندارد. به احتمال زیاد با مرگی دردناک خواهید مرد. اگر هنوز نترسیده اید، بهتر است با هم به یک سفر سیاه چاله بروید.

وقتی سوخت یک ستاره پرجرم تمام می شود، مستقیماً در یک سیاهچاله فرو می ریزد. فقط ستاره هایی با جرم حداقل 25 برابر خورشید می توانند به سیاهچاله تبدیل شوند. به عبارت دیگر، از هر هزار ستاره در کهکشان، تنها یک ستاره پتانسیل تبدیل شدن به سیاهچاله را دارد. حداقل 100 میلیارد ستاره در کهکشان راه شیری وجود دارد و ما به عنوان یک قانون می دانیم که احتمالاً 100 میلیون سیاهچاله در کهکشان راه شیری وجود دارد.
اما به یاد داشته باشید که فضا بسیار بزرگ است. حتی اگر با سرعت نور سفر کنید، هزاران سال طول می کشد تا به نزدیک ترین سیاهچاله برسید. با فرض اینکه شما در سفر بین ستاره‌ای متخصص هستید و از طریق یک «کرم‌چاله» یا «دیسک ابرشمار» به یکی از این سیاه‌چاله‌ها می‌رسید. چی میبینی؟
تور سیاه چاله
این کار خاصی نیست. یک سیاهچاله منفرد کاملا سیاه است! اگر آن را ورق بزنید، متوجه می شوید که کروی است و اصلا شبیه سیاهچاله های تخت در کارتون Roadrunner یا Mig Mig نیست. اگر بچرخد (و همه چیز در جهان تا حدودی بچرخد، احتمالاً بله)، نتیجه می گیریم که قسمت مرکزی این توپ کمی طولانی تر است و با یک کره کامل متفاوت است.

برای اینکه بحث خیلی خشک و علمی نشود، به مرکز کهکشان راه شیری خودمان می رویم. یک "سیاهچاله بسیار پرجرم" چهار میلیون برابر جرم خورشید. گرانش سیاهچاله مقدار زیادی گاز و غبار کیهانی را جذب می کند که دارای صفحه ای از حرکت مارپیچی است. هنگامی که مواد تجزیه می شوند، گرمای حاصل از برخورد به میلیاردها درجه می رسد و در نتیجه تشعشعات زیادی تولید می شود. علاوه بر این، ذرات باردار و انرژی از آن جاری می شود.
این دیسک نمای زیبایی خواهد داشت، اگرچه مستقیماً از داخل سیاهچاله دیده نمی شود زیرا توسط گاز و غبار کیهانی پوشانده شده است. اما می توانید ببینید که چگونه گرانش سیاهچاله نور اطراف را خم می کند. در واقع، یک سیاهچاله اثرات نوری خود را بر روی مواد اطراف می گذارد و یک "سایه سیاه چاله" ایجاد می کند. گرانش همچنین این سایه را مخدوش می کند و باعث می شود پنج برابر بزرگتر از سیاهچاله اصلی به نظر برسد.
این بدان معنی است که نور در خطوط مستقیم حرکت می کند و تصاویر به جلو حرکت می کنند. اما در نزدیکی یک سیاهچاله، نیروی قوی فوتون ها را به آنجا می کشاند. تصاویر نیز قادر به چرخش در اطراف او هستند. برخی از این تصاویر فرار می کنند و به چشم ما می رسند (تلسکوپ). آنچه می بینیم حلقه ای از نور است که به سایه متصل است. بیرونی ترین قسمت دیسک تقریباً با سرعت نور به دور سیاهچاله می چرخد. طبق نظریه نسبیت انیشتین، هر چه یک جسم به شما نزدیکتر باشد، درخشان تر به نظر می رسد. بنابراین، برخی از قسمت های این دیسک سبک تر به نظر می رسد.
زیبایی بی پایان است
از آنجایی که نمی توانید سیاهچاله را مستقیم ببینید، قطعا ماه را با سایه و حلقه درخشان اطراف آن خواهید دید. به گفته برخی از دانشمندان، زیبایی این تصویر ممکن است با جریان گاز، غبار فضایی و ذرات باردار تا حدودی کاهش یابد. اما برخی دیگر می گویند هیچ تاثیری نداشته است. اخترشناسان اکنون قصد دارند 11 تلسکوپ پرقدرت را روی زمین ترکیب کنند تا تلسکوپ غول پیکری بسازند که برای اولین بار سیاهچاله ها را ببیند.
این تلسکوپ عظیم که تجهیزات مرتبط با آن از قطب جنوب تا شیلی پخش شده است، «تلسکوپ افق رویداد» نامیده می شود و داده های عظیم آن توسط ابررایانه ها پردازش می شود. شپ دولمن، ستاره شناس MIT، می گوید: «این تلسکوپ به ما اجازه می دهد تا در تاریخ هرگز بزرگنمایی کنیم. "پیدا کردن پاسخ در سایه سیاهچاله روی زمین مانند شناسایی یک پرتقال در ماه است."
مراقب باشید زمین نخورید!
هفت تلسکوپ در بهار امسال آماده شد. شپ امیدوار است تا سال 2017 تمام تلسکوپ ها را آماده کند تا مردم بتوانند مستقیماً به سیاهچاله ها نگاه کنند. در واقع مشاهده آن واقعیت سر و صدای زیادی ایجاد می کند، زیرا تاکنون هیچ مدرکی برای اثبات وجود سیاهچاله ها وجود ندارد. تمام شواهدی که تاکنون یافت شده غیرمستقیم است، به عنوان مثال، نیروی گرانشی سیاهچاله روی ستارگان اطراف مشاهده شده است. به این ترتیب فیزیکدانان می توانند با بررسی پدیده های سیاهچاله، نظریه گرانش اینشتین را آزمایش کنند.
با این حال، دیدن یک طرف کافی نیست و شما همچنان می خواهید به داخل بروید، اما متأسفانه فیزیکدانان نمی دانند چه اتفاقی خواهد افتاد. یک فرضیه رایج این است که "اسپاگتی شدن" یا "اثر نودل" رخ می دهد. اما به چه معنی است؟ اگر ابتدا وارد سیاهچاله شوید، وزن آن بیشتر از سر شما خواهد بود. به عبارت دیگر، مقدار جاذبه در پاها بیشتر از سر خواهد بود. این تفاوت تا زمانی که بشکنی بیشتر خواهد شد! این کشش گرانشی به سرعت تمام سلول ها، مولکول ها و اتم های بدن شما را از هم می پاشد.

ریاضی در اینجا کمک می کند. اگر سیاهچاله به اندازه کافی کوچک باشد، اسپاگتی شدن مدت ها قبل از عبور از افق رویداد رخ می دهد. فراموش نکنید که افق رویداد جایی بود که نور دیگر نمی توانست فرار کند. با این حال، اگر سیاهچاله آنقدر بزرگ باشد که جرم آن میلیاردها برابر خورشید باشد، می تواند با خیال راحت از افق رویداد عبور کند و اسپاگتی شدن را به تاخیر بیندازد.
اما در سال 2012، زمانی که جان پولشینسکی و دیگر فیزیکدانان روی چگونگی از بین رفتن یا نابودی اطلاعات درون سیاهچاله برای همیشه کار کردند، متوجه شدند که ممکن است سرنوشت متفاوتی داشته باشد. بر اساس مکانیک کوانتومی گفتند که افق رویداد تبدیل به دیوار آتش می شود و اگر از آن عبور کنی خاکستر می شوی. بنابراین، شما قادر به پخت اسپاگتی نخواهید بود.
اما برخی از فیزیکدانان با این ایده مخالف بودند. طبق اولین اصل نسبیت انیشتین، یک فرد در زمینه رویدادها نباید هیچ تفاوتی با "شناور در فضا" احساس کند. اما فایروال «اصل هم ارزی» را نقض می کند. به همین دلیل است که فیزیکدانان هنوز بر سر این موضوع اختلاف نظر دارند و ایده ها را یکی یکی آزمایش می کنند.