آیا سیاهچاله ها واقعا یک چاله هستند؟

ما می دانیم که سیاهچاله ها به شکل های متفاوتی در جهان وجود دارند اما تاکنون هیچکس نتوانسته است بصورت مستقیم این اجرام را چه با چشم مسلح یا غیر مسلح مشاهده کند. برخی از سیاهچاله ها هیچ گونه اثری از خود برجای نمی گذارند و کاملا تاریک هستند در عین حال، برخی دیگر اثراتی از خود برجای می گذارند نظیر جدا شدن گازهای داغ از سطح ستاره ای که در نزدیکی سیاهچاله قرار دارد.

همچنین ما می دانیم که در مرکز کهکشان ها اجرام بسیار برجرمی هستند که براساس گفتۀ دانشمندان، این اجرام سیاهچاله های بسیار پرجرم هستند. دانشمندان معتقدند که سیاهچاله ها اجرام بسیار چگالی هستند که تا بیشترین حد ممکن فشرده شده اند. ناحیۀ اطراف سیاهچاله که اگر جسمی از مرز آن ناحیه بگذرد و به سیاهچاله نزدیک شود دیگر امکان خروج ندارد و به دام می افتد. این ناحیه براساس نسبیت عام اینشتین، فضا- زمان را دچار خمش شدیدی می کند طوری که حتی نور نیز توان گریز از این ناحیه را ندارد.

برخی دانشمندان در تلاش بودند که اثبات کنند اینشتین درست می گوید و سیاهچاله ها به علت گرانش بسیار قوی خود، به قدری در هم فشرده شده اند که تبدیل به نقاطی در فضا شده اند نه صرفا اجسام بسیار پرجرم که نوری از خود ساطع نمی کنند. اگر سیاهچاله ها نقاط کوچکی نبودند بلکه کره های متقارن با شعاع برابر یا حتی بزرگتر از شعاع شوارتزشیلد (شعاع افق رویداد) بودند، در این صورت ستارگان با سرعتی نزدیک به سرعت نور به این کره برخورد می کردند. ونبین لو دانشجوی ارشد اخترفیزیک در دانشگاه تگزاس گفت: « ما نتیجۀ این گونه برخوردهای فرضی را با محاسبات نشان دادیم که می تواند در فواصل کیهانی قابل رویت باشند.»

اگر یک ستاره با سیاهچاله ای برخورد کند، ابتدا گازهای ستاره با سرعت از سطح ستاره جدا شده و به سمت سیاهچاله می روند و اختلال های جذر و مدی ناشی از نیروی گرانش موجب تکه تکه شدن ستاره می شود. اگر سیاهچاله به صورت کرۀ جامد بود در این صورت دانشمندان قادر به آشکارسازی پرتوهای گسیل شده ناشی از برخورد ستاره با کره بودند و دیگر چیزی به نام افق رویداد وجود نداشت.

آقای لو و دستیارش داده هایی از ستارگانی که به داخل مرکز کهکشان ها سقوط می کنند و تعداد کهکشان هایی که  پارامترهای از پیش تایین شده را دارا می باشند و همچنین شدت نور گسیل شده ناشی از برخورد را جمع آوری می کردند. آنها هیچ گونه استدلالی برای پرتوهای گسیل شده براساس مقاله ای که اخیرا در مجلۀ ماهانۀ انجمن سلطنتی ستاره شناسی منتشر شد، نداشتند.

آیا محدودیتی برای تحقیق وجود دارد؟ صد در صد جواب مثبت است. در آن مقاله محدودیت از جهت بزرگی سیاهچاله وجود دارد؛ تنها اندکی بیش از شعاع افق رویداد. اما این موجب ایجاد مباحث عدم قطعیت که پرتو نور تا می خواهد به زمین برسد ممکن است بسیار ضعیف شود. (قرمزگرایی گرانشی) اگر سیاهچاله ها کرات بزرگی به اندازه ی افق رویداد بودند، باز هم همین مسئله وجود داشت و نور دچار قرمز گرایی گرانشی می شد.

محققان همچنین چرخش سیاهچاله ها به دور خود را نیز نقض می کنند چرا که برخی اعداد دچار تغییر می گردند که محاسبات صرفا برای سیاهچاله های غول پیکر واقع در مرکز کهکشان ها صادق میباشد که جرمی برابر با میلیون ها برابر جرم خورشید دارند. همچنین محدودیت های دیگری هم وجود دارد. در این مورد از دکتر گرافت ترمبلای، اخترفیزیکدان مرکز نجوم و اخترفیزیک اسمیت سونیان- هاروارد سوال کردم. براساس آن چه فکر می کرد و می گفت مقاله خوبی بود. اما او همچنین اشاره کرد که:« این فقط یک آزمایش ذهنی است و چیزی است که از محاسبات بدست آمده است.» دانشمندان پس از انجام یک سری محاسبات متوجه شدند که ما یک ناحیه ای را نمی توانیم مشاهده کنیم که افق رویداد نام دارد.

البته دانشمندان اکنون در تلاش هستند تا بتوانند سیاهچاله ها را با استفاده از برخی از تلسکوپ های رادیویی نظیر مجموعه "تلسکوپ افق رویداد” مکان یابی کنند. اما تا کنون فقط می دانیم که سیاهچاله ها واقعی هستند. حتی اگر وانمود کنیم آنها وجود ندارند همچنان واقعی خواهند بود اما پی بردن به  اینکه آنها ساختارشان چیست و اینکه در سیاهچاله ها چه اتفاقاتی می افتد، همچنان یک چالش بزرگ علمی است.