📝سیاهچاله‌ها؛ از پیش بینی تا رصد


🔹مفهوم جسمی که آن قدر پرجرم است که حتی نور هم نمی‌تواند از آن بگریزد، نخستین بار از سوی زمین‌شناسی به نام جان میچل در سال ۱۷۸۳ در نامه‌ای که برای هنری کاوندیش از انجمن سلطنتی نوشته بود، مطرح شد. در آن زمان مفهوم قانون گرانش نیوتن و مفهوم سرعت گریز شناخته شده بودند. طبق محاسبات میشل جسمی با شعاع خورشیدی و چگالی ۵۰۰ برابر آن در سطح خود سرعت گریزی بیش از سرعت نور خواهد داشت و بنابراین غیرقابل مشاهده خواهد بود.در سال ۱۷۹۶ پیر سیمون لاپلاس، ریاضی‌دان فرانسوی همان ایده را در ویرایش اول و دوم کتاب خود به نام آشکارسازی نظام جهان مطرح کرد. این مطالب در ویرایش‌های بعدی کتاب حذف شد.مفهوم این ستاره‌های تاریک در سده ۱۹ (میلادی) توجه چندانی را به خود جلب نکرد زیرا فیزیک‌دانان نمی‌توانستند درک کنند که نور که یک موج و بدون جرم است چگونه ممکن است تحت تأثیر نیروی گرانش قرار گیرد.

🔹️آلبرت اینشتین در سال 1915 با ارائه نظریه نسبیت عام خود، درک بشر از فیزیک را متحول کرد و با توصیف روابط بین فضا، زمان، گرانش و ماده، منجر به پیش بینی وجود پدیده هایی شد که تا سال ها بعد اثبات و تعریف آنها ممکن نبود.جالب است بدانید که فیزیکدان نظری آلمانی «کارل شوارتزشیلد» (و نه خود آلبرت اینشتین) نخستین کسی بود که با استفاده از نظریه نسبیت عام، چنین شرایطی را توصیف کرد. شوارتزشیلد در محاسبات خود به این نتیجه رسید که نقطه تکینگی، فضا-زمان را سوراخ خواهد کرد. البته وجود نقطه تکینگی واقعی در آن زمان قابل تصور نبود و هیچ مکانیزمی هم برای بازتولید یا شناسایی آن وجود نداشت.کارل شوارتزشیلد تا پایان عمر خود در سال 1916 تئوری مورد بحث را گسترش داد و بر این باور بود که یک نقطه تکینگی در فضا-زمان آنچنان چاله عمیقی ایجاد می کند که حتی سرعت نور هم برای فرار از آن کافی نخواهد بود.در تئوری شوارتزشیلد، فضای کروی اطراف نقطه تکینگی که پس از ورود به آن، امکان بازگشت برای هیچ جرمی وجود ندارد، «افق رویداد» نام گرفته که به احترام دانشمند آلمانی، از آن با نام «شعاع شوارتزشیلد» نیز یاد می شود.

🔹در سال 1935 «چاندراسخار» اخترفیزیکدان هندی متوجه شد که در صورت پایان یافتن سوخت یک ستاره و توقف چرخه تولید عناصر سنگین تر، فشار گرانشی عظیم آن در یک نقطه متمرکز شده و موجب رُمبِش (در هم فروریختگی) فضا-زمان خواهد شد.
چاندراسخار موفق شد با برقراری ارتباط میان مفاهیم ریاضی و احتمالات علمی، پایه های نظری امکان شکل گیری یک نقطه تکینگی واقعی در طبیعت را پی ریزی کند. البته با وجود تلاش های دانشمند هندی برای درک جامعه علمی از مفهوم جدید در طبیعت، تکینگی اخترفیزیکی در بهترین حالت بسیار نادر تصور می شد.

🔹در سال 1960 اما استیون هاوکینگ و راجر پنروز ثابت کردند که نقاط تکینگی در عالم نتنها نادر نیستند، بلکه بخشی از اکوسیستم کیهانی بوده و یکی از مراحل تکامل ستاره پس از پایان سوخت و مرگ را تشکیل می دهند.در نهایت در سال 1967 و 12 سال پس از مرگ آلبرت اینشتین، تکینگی های اخترفیزیکی نام «سیاهچاله» را به خود گرفتند؛ لقبی که فیزیکدان آمریکایی جان ویلر طی کنفرانسی در نیویورک برای توصیف مرحله آخر زندگی یک ستاره به کار برد.گفتنی است با وجود اینکه اینشتین در زمان ارائه شواهد علمی برای اثبات وجود سیاهچاله در قید حیات نبود، اما نظریه نسبیت عام او بود که راه را برای کشف سیاهچاله ها هموار کرد و با طرح احتمال وجود چنین پدیده ای، دانشمندان دیگر را به تحقیق درباره وجود تکینگی در طبیعت ترغیب نمود.

🔹کیتی بومن (Katie Bouman) محقق فارغ‌التحصیل شده از دانشگاه ام‌آی‌تی موفق شد در سال ۲۰۱۷ یک الگوریتم را برای تلسکوپ "افق رویداد" ایجاد کند که در نهایت منجر به ثبت اولین تصویر از یک سیاهچاله موسوم به "Sagittarius A" شد.سیاه چاله شکار شده توسط دوربین ستاره شناسان در ۵۰۰ میلیون تریلیون کیلومتری کره‌زمین قرار دارد و تصویرش توسط شبکه‌ای از هشت تلسکوپ در سراسر جهان ثبت شده است.تلسکوپ "افق رویداد"(Event Horizon) یک تلسکوپ پژوهشی برای ساخت یک آرایهٔ بزرگ تلسکوپی است که از ۸ شبکهٔ جهانی از تلسکوپ‌های رادیویی تشکیل شده است.

Follow Us 👇

🔴Instagram
🟡YouTube

@ATS_Academy