مقدمه
همیشه در تمام دوره‌ها، افرادی زیادی به دنبال کشف اجرام آسمانی و رمز و رازهای کهکشان هستند. در اخبارهای علمی و فیلم‌های سینمایی اتفاقاتی که در کیهان رخ می‌دهد جزء موضوعات جالب و هیجان انگیز است. همه ما سوالات زیادی درباره پدیده‌های آسمان داریم مثلا موجودات فضایی واقعی هستند؟ یا سیاه چالهها چگونه تشکیل می‌شوند؟ خورشید نورش تمام می‌شود؟ در این مقاله می‌خواهیم به یکی از این سوالات پاسخ دهیم. سیاه چالهها از پدیده‌های خارق العاده در جهان هستی هستند. در ادامه به موضوع “سیاه چاله چیست” می‌پردازیم.
سیاه چاله چیست؟
برای پاسخ به این سوال پرطرفدار که سیاه چاله چیست ابتدا باید با یک نظریه آشنا شویم. در سال 1915 انیشتین، فیزیکدان معروف، برای اولین بار نظریه‌ای مطرح کرد که وجود سیاه چاله در کهکشان را اثبات می‌کند.
نظریه نسبیت عام انیشتین
تا قبل از نظریه انیشیتین، دانشمندان تصور می‌کردند که فضا یک محیط ثابت است و تغییری در آن صورت نمی‌گیرد یا ذهنیت درستی از گردش زمین و سیارات به دور خورشید، گردش ماه و فضای کهکشانی و نیروی در آن نداشتند. انیشتین ثابت کرد که این تصورات همه اشتباه است.
نظریه نسبیت عام بر پایه گرانش است و به سوالات قانون نیوتون پاسخ می‌دهد. گرانش دلیل خمیدگی فضا-زمان است در حالی که قبلا دانشمندان نیرو را عامل اصلی می‌دانستند. این نظریه برای بیان حرکت‌های شتاب‌دار مطرح می‌شود، حرکت‌هایی که سرعت آن‌ها در حال تغییر است. در واقعه نظریه نسبیت عام به شتاب اشیای سنگین و اجرام می‌پردازد و هر جرمی که در هر جا باشد یک شتاب جاذبه در اطراف خود دارد.
گرانشی که در این نظریه در نظر گرفته می‌شود مربوط به کشیدگی و خمیدگی در فضا است. در واقع وجود هر کدام از سیارات در فضا یک چاله ایجاد می‌کنند و یک فضایی را برای خود به وجود می‌آورند. سیارات در نتیجه‌ی این نظریه ثابت نیستند و در یک خط مستقیم حرکت نمی‌کنند.
بر اساس نظریه این فیزیکدان، هر آنچه که در آسمان است می‌تواند حالت بگیرد، حرکت کند و نظم داشته باشد. تصور کنید سیاره ما زمانی که در منظومه شمسی قرار می‌گیرد یک فضا و حفره‌ای برای خود ایجاد می‌کند و باعث گردش زمین و همچنین گردش ماه به دور آن می‌شود.
نظریه نسبیت عام درباره خلقت سیاه چالهها
برگردیم به سوال سیاه چاله چیست؟ گفتیم برای پاسخ به این سوال بهتر است از نظریه انیشتین استفاده کنیم. یکی از پدیده‌هایی که وجود نظریه نسبیت عام انیشتین را اثبات می‌کند سیاه چالهها هستند. براساس این نظریه وجود سیاه چاله در جهان پیش بینی می‌شود. بر پایه نسبیت عام اگر جرمی در فضا به اندازه کافی فشرده شود سیاه چالهها تشکیل می‌شوند.
شاید یکی از پر رمز و رازترین پدیده‌های کیهانی سیاه چاله است. سیاه چالهها اجسامی بزرگ و با چگالی بالا هستند که گرانش بسیار قوی‌ای دارند. نسبیت عام به ما می‌گفت که حضور ماده و انرژِی در یک ناحیه موجب خمیدگی فضا و مکان می‌شود. طبق این گفته سیاه چالهها نیز تجمع متراکمی از ماده هستند.
از نظر دانشمندان علم فیزیک و نجوم، ما نمی‌توانیم به طور مستقیم سیاه چالهها را ببینیم اما از روی تاثیرات آن‌ها در فضا مانند تاثیر بر ماده‌ها و ستارگان می‌توانیم وجود آن‌ها را اثبات کنیم.
سیاه چالهها چگونه تشکیل می‌شوند؟
علاوه بر سوال معروف سیاه چاله چیست یکی از سوال‌های پرطرفدار نحوه شکل گیری سیاه چالهها است. از دلایل عمده تشکیل سیاه چاله فروپاشی ستارگان است. دانشمندان این علت را اثبات کردند و جزو اصلی‌ترین علل است.
مرگ ستاره‌ها
معروف‌ترین علت تشکیل یک سیاه چاله، فروپاشی ستاره است. زمانی که عمر یک ستاره به پایان می‌رسد انفجار بزرگی رخ می‌دهد که به آن ابرنواختر می‌گویند. بر اثر انفجار، هسته‌ی آن متلاشی می‌شود و اجرام باقی‌مانده‌ی آن در همان منطقه کیهانی پراکنده می‌شوند و شاید ستارگانی کوچک با چگالی خیلی بالا تشکیل دهند. هسته ستاره از بین می‌رود و فضایی با جاذبه‌ای بالا به وجود می‌آورد که بر اثر آن سیاه چاله متولد می‌شود.
سیاه چاله مانند یک غول اجرام اطراف خود را می‌بلعد و بزرگ‌تر می‌شود. ستارگان دیگر را جذب خود می‌کند و با ادغام سیاه چاله‌های دیگر سیاه‌چاله‌های عظیم‌تر از مساحت خورشید تشکیل می‌دهد.
فروپاشی گاز
دانشمندان معتقدند که برخی از سیاه چالهها بر اثر مرگ ستارگان متولد نمی‌شوند. یکی ازعلل تشکیل سیاه چاله فروپاشی مستقیم گاز در کیهان است. در این فرآیند سیاه چاله‌هایی با جرم بیشتر و عظیم‌تری تولید می‌شوند.
حجم زیادی از گازهایی که بین ستاره‌ها جمع شدند در سیاه چاله‌های بزرگ کهکشانی فرو می‌ریزند. بر اساس سقوط میلیاردها گاز بین ستاره‌ای انرژی عظیمی در کهشکان تولید می‌شود و سیاه چاله‌های بزرگ پا بر عرصه کیهان می‌گذارند.
افق رویداد در سیاه چاله چیست؟
افق رویداد یک مرز کروی اطراف سیاه چاله است. درون این مرز نور و انرژی ذخیره شده‌اند زمان و فضا در آن جمع می‌شوند و راه گسیل به بیرون ندارند. خارج از این مرز سیاه چاله می‌تواند اجسام اطراف خود را ببلعد و در خود جذب کند.
انواع سیاه چالهها در کیهان
سیاه چالهها ممکن است میلیون‌ها بار از زمین بزرگ‌تر باشند. در کیهان این اجرام بزرگ انواعی دارند و در نقاط مختلف منظومه‌ها در حال حرکت هستند. چهار نوع سیاه چاله در جهان داریم:
سیاه چاله‌های ستاره‌وار
این سیاه چالهها با فروپاشی و مرگ ستاره‌های بزرگ شکل می‌گیرند و جرم آن‌ها تا چند ده برابر جرم خورشید می‌رسد. از جمله سیاه چاله‌های ستاره‌وار می‌توان به LMC X-۱ اشاره کرد. قطر این سیاه چاله ۶۴ کیلومتر است.
ابر سیاه چالهها
جرم این سیاه چالهها چند میلیون یا چند میلیارد بیشتر از جرم خورشید است و در مرکز هر کهشکانی تقریبا قرار می‌گیرند. آن‌ها نیروی گرانش فوق العاده بالایی دارند و می‌توانند به راحتی اجرام آسمانی اطراف خود را ببلعند. در مرکز کهکشان شیری یک سیاه چاله کلان با قطر 23500000 کیلومتر زندگی می‌کند!
سیاه چاله‌های با جرم متوسط
سیاه چاله با جرم متوسط بیشتر نزدیک ستارگان دیده می‌شود و اشعه ایکس با شدت بالایی درآن وجود دارد. از طریق برخورد سیاه چاله با جرم کمتر و ادغام یک یا چند سیاه چاله ستاره‌وار سیاه چاله با جرم متوسط شکل می‌گیرد. یکی از این سیاه چاله ها M۸۲-X۱ است که طول قطر آن به ۲۳۵۰ کیلومتر می‌رسد و جرمی 400 برابر جرم خورشید ما دارد!
ریز سیاه چالهها
آخرین گروه ریز سیاه چالهها هستند. اجرام بسیار کوچیکی که حجم کم آن‌ها به نحوی است که اثرات مکانیک کوانتومی مطرح می‌شود. هرچه حجم آن‌ها کمتر باشد سرعت تبخیرشان بیشتر می‌شود.
اثبات وجود سیاه چالهها در قرآن کریم
1400 سال پیش خداوند در قرآن کریم به این سوال “سیاه چاله چیست” پاسخ داده است. در قرآن کریم آیاتی وجود سیاه چاله را در جهان اثبات می‌کند.
در این‌جا به برخی آیات اشاره می‌کنیم:
سوره تکویر یکی از سوره‌های قرآن است که به صورت شفاف به فروپاشی ستارگان و ایجاد اجرام جدید از آن‌ها قسم یاد می‌کند.
فَلا أُقسِمُ بالخُنَّس (15) ألجَوارِ الکُنَّس (16)
پس قسم سوگند به ستارگان بازگردنده (15) که می‌روند و نهان می‌شوند. (16)
در این آیات به فروپاشی و مرگ ستاره‌ها اشاره می‌شود. کلمه ألخُنَّس را کنار روندگان و پنهان شوندگان معنی می‌کنند، همان‌طور که گفتیم سیاه‌چاله‌ها گرانش بسیار زیادی دارند و نور نمی‌تواند از آن‌ها عبور کند به همین دلیل از نظر ما پنهان هستند.
ألجَوار به معنای سریع روندگان است و به سرعت زیاد در حال حرکت می‌پردازد. سیاه چاله‌هایی که بر اثر مرگ ستارگان ایجاد می‌شوند با سرعت بالایی در حال چرخش و حرکت هستند.
کشف بزرگ‌ترین سیاه چاله در نزدیکی زمین
اخیرا دانشمندان مرکز ملی تحقیقات علمی در رصدخانه پاریس فرانسه کشف کردند که سیاه چاله‌ای عظیم الجثه با فاصله 2000 سال نوری از زمین قرار دارد و جزء نزدیک‌ترین سیاه چالهها به حساب می‌آید. کشف این سیاه چاله محققان را بسیار شگفت زده کرد و آن‌ها معتفدند که هیچ کس فکر نمی‌کرد چنین سیاه چاله غول پیکری در این نزدیکی وجود داشته باشد.
آیا سیاه چالهها می‌میرند؟
سیاه چالهها مانند ستاره‌ها مرگ حتمی ندارند اما گاهی ممکن است به صورت تدریجی و آرام آرام در زمان طولانی تبخیر شوند. این پدیده اگر اجسامی اطراف خود نبیند و تغذیه نکند به آرامی جرم و انرژی خود را از دست می‌دهد و تبخیر می‌شود. هر چقدر جرم یک سیاه چاله بیشتر باشد روند از بین رفتن آن دیرتر صورت می‌گیرد. هرچه یک سیاه چاله کوچک‌تر باشد احتمالا زمان مرگش سریع‌تر پیش می‌رود.
برای مطالعه بیشتر: اقیانوس زیرزمینی در مریخ
رصد سیاه چالهها چگونه است؟
امروزه به دلیل پیشرفت تکنولوژی رصدخانه‌های مجهزی تاسیس شدند. دانشمندان برای اولین بار در سال 2019 تصویری از یک سیاه چاله به وضوح ثبت کردند این کار با تلسکوپ‌های بسیار قوی و پیشرفته در مراکز علمی نجوم صورت گرفت. علاوه بر تلسکوپ، محققان با استفاده از نرم‌افزارهای تصویربرداری مانند “THEMIS” سیاه چالهها را ثبت می‌کنند.
سخن آخر
در فیلم‌های علمی و تخیلی همیشه سیاه چالهها اجرامی بودند که ورود به آن‌ها راه بازگشتی برای فضانوردان نداشت. درواقع چگونگی و چیستی سیاه چاله برای دوستداران کیهان و علم نجوم همواره سوال بوده است. سیاه چالهها غالبا بر اثر مرگ ستاره‌ها و فروپاشی آن‌ها متولد می‌شوند و نیروی گرانش بالایی دارند. در این مقاله به سوال سیاه چاله چیست پاسخ دادیم و با انواع آن، طول عمر و وجود سیاه چاله در قرآن آشنا شدیم. امیدواریم برای علاقه‌مندان به علم مفید واقع شود.
