سیاهچالهها چگونه کار میکنند؟
علمتخیلی اغلب از مفهوم سیاهچالهها به عنوان یک ابزار داستانی استفاده کرده و آنها را به عنوان دروازههایی به جهانهای دیگر یا وسیلهای برای سفر در زمان تصویر کرده است. اما اگر داستان را کنار بگذاریم، واقعاً چه اتفاقی در این موجودات ترسناک و دور افتاده رخ میدهد؟
به طور خلاصه، سیاهچالهها چالههای عظیمی از گرانش هستند که به دلیل مراکز فوقالعاده متراکم یا تکینگیهای خود، فضا-زمان را خم میکنند. وقتی یک ستاره میمیرد، به سرعت به سمت داخل فرو میریزد. با فرو ریختن ستاره، آن منفجر شده و به یک ابرنواختر تبدیل میشود – یک انفجار فاجعهبار از مواد بیرونی آن. ستاره در حال مرگ به فرو ریختن ادامه میدهد تا به یک تکینگی تبدیل شود – چیزی که حجم صفر و چگالی بینهایت دارد. این تناقض به ظاهر غیرممکن است که باعث تشکیل یک سیاهچاله میشود.
چگالی شدید تکینگی جدید همه چیز را به سمت خود میکشد، از جمله فضا-زمان. فضا-زمان، به زبان ساده، اتحاد فضا و زمان به عنوان یک پیوستار چهار بعدی است. پس اگر آن را خم کنید چه اتفاقی میافتد؟ خوب، اگر میخواستید از نزدیک یک سیاهچاله را تجربه کنید، زمان قطعا بسیار متفاوت از آنچه در زمین است حرکت خواهد کرد. اگر فضا-زمان را به عنوان یک صفحه تخت معلق از خمیر بازی تصور کنید، ایجاد یک تکینگی مانند گذاشتن یک توپ مرمری در مرکز خواهد بود. توپ مرمری صفحه را به شدت به سمت پایین خم میکند که هرگونه تعامل با صفحه را به سمت توپ مرمر کشیده میکند. همین اتفاق در مورد سیاهچالهها نیز میافتد، اگرچه اعوجاجی که تجربه خواهید کرد کمی شدیدتر از هر چیزی خواهد بود که خمیر بازی بتواند تولید کند.
در لبهی یک سیاهچاله یا افق رویداد، زمان شروع به کند شدن به شکل نجومی میکند. هر چه بیشتر به داخل سیاهچاله بروید، زمان بیشتر تحریف میشود. برخی نظریهها حتی پیشنهاد میکنند که اگر بتوانید ورود اولیه به سیاهچاله را زنده بمانید، درون آن تصاویر آینده و گذشته را همزمان تولید میکند – ایدهای سازگار با نظریهی چندجهانی جهان. در حالی که این یک مفهوم جالب است – و بدون شک منشاء بسیاری از داستانهای علمی تخیلی محبوب است – به دلیل دسترسی ناپذیری سیاهچالهها، هیچ راه شناخته شدهای برای آزمایش آن وجود ندارد. با این حال، آنچه به طور کلی پذیرفته شده است این است که به دلیل تحریف پیوستار فضا-زمان توسط سیاهچاله، زمان در پایه افق رویداد آن بسیار کندتر از زمان روی زمین میگذرد.
سیاهچالهها پیدا کردنشان سخت است، اما اگر نه تنها یکی پیدا کنید بلکه به داخل آن هم بروید، متوجه خواهید شد که کشنده است. نیروی گرانشی شدید از تکینگی با نرخهای مختلف میکشد که بسته به موقعیت نسبت به مرکز است و میتواند اثر “اسپاگتی شدن” را روی هر جسم بدشانسی که در داخل گیر افتاده است ایجاد کند. همانطور که این کلمه نشان میدهد، اسپاگتی شدن جسم مورد نظر را طوری کشیده میکند که شبیه اسپاگتی شود.
ممکن است هرگز نتوانیم دقیقاً ثابت کنیم که داخل سیاهچالهها چه اتفاقی میافتد، اگرچه بسیاری از دانشمندان ارتباطی بین تکینگیها و نظریه بیگ بنگ برقرار میکنند، که پیشنهاد میکند جهان ما از چیزی که ممکن است یک تکینگی بوده باشد، منفجر شده و به وجود آمده است.