سیاهچاله‌ها - از تولد تا مرگ

سیاهچاله‌ها یکی از عجیب‌ترین پدیده‌های (جهان هستی) هستند. آن‌ها  اصلا منطقی به نظر نمی‌رسند و فهم آنها بسیار دشوار است!. اما براستی آن‌ها از کجا آمده‌اند و اگر به درون یکی از آن‌ها بیافتید چه اتفاقی می‌افتد؟
ستاره ها مجموعه های بسیار عظیمی -اغلب از اتم‌های هیدروژن- هستند که تحت فشار گرانش خود- از ابرهای گازی بسیار بزرگ- شروع به فروپاشی میکنند. در درون هسته ی آنها؛ همجوشی هسته ای، اتمهای هیدروزن را به اتم های هلیوم تبدیل کرده و مقدار بسیار زیادی انرژی آزاد میکند. این انرژی به شکل تابش برخلاف نیروی گرانش توازن مطلوبی بین این دو نیرو برقرار میکند.
تا زمانی که همجوشی هسته ای در درون هسته ادامه داشته باشد؛ ستاره پایدار باقی میماند. اما برای ستاره هایی که جرم بیشتری از (ستاره ی ما یعنی) خورشید دارند؛ گرما و فشار در درون هسته ی آنها باعث میشود که عناصر سنگین تر نیز دوب شوند تا اینکه به آهن برسند! اما برخلاف بقیه عناصر، فرآیند هم جوشی که باعث تولید آهن میشود هیچ انرژی آزاد نمیکند.

(مقدار) آهن در مرکز ستاره افزایش پیدا میکند تا اینکه به مقدار بحرانی برسد. در نتیجه؛ توازن بین (نیروی) تابش و گرانش ناگهان از بین رفته و هسته از هم فرو می پاشد. در کسری از ثانیه؛ ستاره از درون منفجر شده و با سرعتی در حدود یک چهارم سرعت نور حرکت میکند و جرم بسیار زیادی از خودش را به درون هسته میفرستد. و این درست (همان) لحظه ایست که تمام عناصر سنگین جهان -در مرگ یک ستاره- با یک انفجار ابر نواختر یا (سوپر نووا)  ساخته میشوند. بعد از آن یا یک ستاره ی نوترونی بوجود می آید یا اگر ستاره به اندازه ی کافی بزرگ و حجیم بود، تمام جرم هسته ی ستاره به یک سیاهچاله تبدیل میشود.
اگر شما به یک سیاهچاله نگاه کنید، چیزی که واقعا" میبینید یک "افق رویداد" است. هر چیز یکه از افق رویداد در حال عبور باشد؛ برای فرار ( کردن از نیروی گرانش سیاهچاله) باید سرعتی بیش از سرعت نور داشته باشد! به عبارت دیگر؛ چنین چیزی غیر ممکن است! بنابراین ما فقط دایره ای سیاه خواهیم داشت که هیچ چیزی منعکس نمیکند!
اما اگر افق رویداد قسمت سیاه و تاریکِ سیاهچاله است؛ بقیه سیاهچاله چیست؟! قسمت دیگر، "تکینه‌گی" نام دارد. ما دقیقا" نمیدانیم که تکینه‌گی چیست! "تکینه‌گی" ممکن است بی نهایت متراکم باشد بدین معنی که تمامی جرم آن در یک نقطه از فضا متمرکز شده باشد بدون اینکه سطح یا حجم داشته باشد. یا (شاید) چیزی کاملا" متفاوت باشد!
اکنون، ما (هیچ چیزی) در این باره نمیدانیم! این مسئله همانند خطای تقسیم بر صفر است! راستی؛ سیاهچاله نمیتوانند همانند جاروبرقی اجرام فضایی را به درون خود بکشند! اگر ما خورشید را با سیاهچاله ای به همان اندازه عوض کنیم، هیچ چیز برای زمین عوض نمیشود؛ مگر اینکه از سرما یخ میزنیم! (خواهیم زد!)

(اما) چه اتفاقی می افتد اگر به درون یک سیاهچاله سقوط کنیم؟

تجربه ی زمان در اطراف سیاهچاله ها متفاوت است. از بیرون؛ هر چه به افق رویداد نزدیکتر میشوید، زمان برای شما آهسته تر میگذرد! (گذشت زمان برای شما آهسته تر میشود!) در نقطه ای؛ مثل اینکه در زمان متوقف شدید؛ قرمز رنگ شده و بعد ناپدید خواهید شد!

در حالی که از منظر شما؛ شما میتوانید بقیه ی جهان را در حالتی مثل سفر به آینده تماشا کنید. امروزه ما نمیدانیم که چه اتفاقی بعد از آن خواهد افتاد. اما فکر میکنیم که یکی از دو فرضیه زیر درست باشد: فرضیه اول: شما سریع میمیرید. سیاه چاله فضا را آنقدر خم میکند که هنگام عبور شما از افق رویداد، فقط یک جهت وجود داشته باشد! درست مثل اینکه در افق رویداد شما بتوانید فقط در یک جهت حرکت کنید. مثل اینکه در کوچه ای تنگ، قدم به قدم درهای پشت سرتان بسته میشوند!

جرم سیاهچاله ها اینقدر متراکم است که در برخی موارد (سیاهچاله) در فاصله های بسیار کوچک -مانند چند سانتی متر- نیرویی چند میلیون برابر به قسمت های مختلف بدن شما وارد میکند (میشود). سلولهای شما هنگامی که بدنتان (بیشتر و بیشتر) کشیده میشود؛ از هم پاره میشوند تا اینکه شما به یک جریان پلاسما -به عرض یک اتم- تبدیل شوید!

فرضیه ی دوم: شما مرگی بسیار سریع خواهید داشت! درست بعد از عبور شما از افق رویداد شما به یک دیواره ی آتش برخورد کرده و در یک ثانیه ناپدید (نابود) میشوید!

 البته هیچ کدام از این فرضیه ها خوشایند نیستند! سرعت مرگ شما بستگی به جرم سیاهچاله خواهد داشت. در یک سیاهچاله کوچک شما حتی قبل از ورود به افق رویداد؛ خواهید مُرد! درحالی که احتمالا" در یک سیاهچاله ی عظیم؛ میتوانید برای مدت کوتاهی سفر کنید! با یک حساب سرانگشتی؛ هر چه از تکینه‌گی دورتر باشیم، بیشتر زنده خواهیم ماند!
سیاهچاله ها در اشکال مختلف وجود دارند. "سیاهچاله های ستاره وار" تنها چند برابر خورشید و به اندازه ی یک شهاب سنگ هستند. در حالی که سیاهچاله هایی عظیم میلیاردها سال در مرکز کهکشان‌ها وجود داشته‌اند!

در حال حاضر؛ عظیم ترین سیاه چاله ی شناخته شده؛ سیاهچاله ای با نام
S5 0014+81  است که 40 میلیارد برابر خورشید است!  و قطری در حدود 236.7 میلیارد کیلومتر دارد!!! قطری در حدود 47 برابر فاصله ی خورشید تا پلوتو!!! هر قدر هم که سیاهچاله ها عظیم و بزرگ باشند سرانجام طی فرآیندی بنام "تابش هاوکینگ" کوچک شده و از بین میروند.

برای اینکه بدانیم این فرآیند چگونه اتفاق می افتد؛ باید نگاهی به "فضای خالی" بیندازیم. فضای خالی در حقیقت خالی نیست و پر از "ذرات مجازیست" که ناگهان بوجود آمده و (با برخورد به یکدیگر) دوباره از بین میروند! هنگامی که این اتفاق درست در لبه ی یک سیاهچاله روی میدهد؛ یک ذره مجازی به درون سیاهچاله کشیده شده (و نابود میشود) و ذره ی دیگر از سیاهچاله فرار کرده و به ذره ی واقعی تبدیل میشود. بنابراین؛ سیاهچاله در حال از دست دادن انرژی است که در ابتدا بسیار آهسته و با کوچک شدن سیاهچاله، سریع تر و سریع تر میشود.
هنگامی که (سیاهچاله) به اندازه یک شهاب سنگ (کوچک) شد تابش آن به اندازه ی دمای اتاق است اما اگر (سیاهچاله) به اندازه ی یک کوه باشد؛ دمایی به اندازه ی دمای خورشید که از خود ساطع میکند و در آخرین ثانیه های زندگی اش با یک انفجار بسیار بزرگ، انرژی در حدود بیلیونها بمب اتم  از خود ساطع میکند.

اما این فرآیند بی نهایت آهسته انجام میشود. بزرگترین سیاهچاله ای که تاکنون شناخته شده است، حدود 10 به توان 100 سال زمان نیاز دارد تا از بین برود! زمان از بین رفتن آخرین سیاهچاله آنقدر زیاد است که هنگام وقوع آن هیچ شاهدی وجود نخواهد داشت! زیرا خیلی قبل تر از آن جهان دیگر جایی برای زندگی نخواهد بود!