نظریه ای جدید برای تشکیل سیاهچاله ها عنوان شد

نظریه ای جدید برای تشکیل سیاهچاله ها عنوان شد

به گزارش اسمارت کاور، فیزیکدانان در مقاله ای جدید بیان نمودند که گروه بزرگی از سیاه چاله های کوچک می توانستند کیهان جوان را با ذرات و تشعشعات پر کنند و مه بانگ خویش را با نیروی سیاه چاله ایجاد کنند.


به گزارش اسمارت کاور به نقل از ایسنا و به نقل از اسپیس، در حال حاضر، تنها یک راه تایید شده برای ایجاد سیاهچاله ها وجود دارد. این فرایند با یک ستاره عظیم شروع می شود که به انتهای عمر خود می رسد. هنگامی که ستاره اواخر عمر خویش را طی می کند هسته ی آن بدون وجود نیرویی که بتواند فشار را تحمل کند، فرو می پاشد تا جایی که به یک نقطه ی بی نهایت کوچک تبدیل می شود که به آن تکینگی می گوییم.
ستاره شناسان اعتقاد دارند که همه ی سیاهچاله های جهان این گونه شکل گرفته اند. اما امکان دارد راه دیگری هم وجود داشته باشد. جهان اولیه پر هرج و مرج و پرانرژی بود و بعد از مه بانگ که سبب ایجاد پدیده انبساط باورنکردنی شد که جهان ما را در کمتر از یک ثانیه تا اندازه های فوق العاده ای گسترش داد.
زمانی که این انبساط به پایان رسید، فضا-زمان با انرژی های فروخورده ی آزاد شده آغاز به تکان خوردن و ارتعاش کرد.
جهان امکان دارد آنقدر خشن شده باشد که بخش های تصادفی فضا-زمان به صورت خود به خود به آستانه های بحرانی در چگالی و اندازه رسیده باشند و در نتیجه سبب تشکیل سیاهچاله های «اولیه ای» شده باشند که جهان را پر کرده اند.
اخترشناسان دهه ها را صرف شکار این سیاه چاله های اولیه کرده اند، سیاهچاله هایی که در ابتدا توسط استیون هاوکینگ وجود آنها عنوان شد. مشاهدات بی شماری نافرجام بود، چونکه هر سیاه چاله ای که از حدود یک میلیارد گرم یعنی حدود جرم یک کوه معمولی روی زمین بزرگ تر باشد می توانست بر تکامل بعدی کیهان تأثیر بگذارد و مشاهدات را نقض کند.
اما خیلی از محققان به سیاهچاله های کوچک تر توجه نکرده اند. بنابراین، گروهی از فیزیکدانان به صورت مفصل بررسی کردند که این سیاهچاله های کوچک تر چگونه امکان دارد رفتار کنند و چگونه می توانیم آنها را شناسایی نماییم. یافته های آنها در مقاله ای در پایگاه داده پیش چاپ آنلاین «arXiv» انتشار یافته است.
تمام سیاهچاله ها عمر محدودی دارند. به لطف هاوکینگ، می دانیم که سیاهچاله ها کاملا سیاه نیستند. در عوض، آنها به آرامی تشعشعات را از راه یک فرایند کوانتومی عجیب و غریب که در افق رویداد آنها اتفاق می افتد، آزاد می کنند. این فرایند که بعنوان تشعشعات هاوکینگ شناخته می شود، بسیار کند است. یک سیاهچاله معمولی با جرم ستاره ای هر سال تنها یک ذره تابش آزاد می کند. اما سیاهچاله های کوچکتر تابش را با سرعت بیشتری منتشر می کنند. این سیاهچاله های اولیه ی کوچک تر عمر زیادی نخواهند داشت، چونکه تشعشعات هاوکینگ تنها در چند دقیقه سبب نابودی آنها می شود.
ازاین رو این سیاه چاله های کوچک می توانستند با استفاده از محدودیت های رصدی فعلی، از دیده شدن فرار کنند، چونکه به اندازه کافی زود صحنه را ترک می کردند.
اما همانطور که محققان در مقاله خود توضیح دادند همچنان می توانیم راه هایی برای شناسایی سیاهچاله های اولیه کوچک پیدا نماییم.
مهم ترین تأثیر آنها، اینست که می توانند تکامل جهان را به تاخیر بیندازند. کیهان ما همیشه درحال گسترش است. ازاین رو بعد از انبساط، چگالی ماده و تشعشعات به سرعت کاهش پیدا کرد، چونکه همه ی آن مواد در حجمی رو به رشد رقیق شدند.
اما سیاهچاله های اولیه می توانستند از این تکامل معمولی جلوگیری نمایند. بمحض شکل گیری، آنها آغاز به انتشار تشعشعات هاوکینگ می کردند و جرم خویش را به تشعشع تبدیل می کردند. فیزیکدانان توضیح دادند که این سیاهچاله های کوچک می توانند به همان سرعتی که کیهان تشعشات را رقیق می کند، تشعشع ساطع کنند و در نتیجه چگالی را در چند دقیقه ی اول بعد از مه بانگ ثابت نگه دارند.
این سناریو جهان را در نوعی «سکون» قرار می داد و و در حالیکه سیاه چاله ها کار خویش را انجام می دادند، تکامل عادی مبتنی بر انبساط کیهان متوقف می شد. محققان دریافتند که این امر به سیاهچاله ها اجازه می دهد تا بدون نقض مشاهدات، بر جهان تاثیراتی داشته باشند. آنها متولد می شوند، در حالیکه جهان درحال توقف است، کاری جالب انجام می دهند و ناپدید می شوند در حالیکه باقی تاریخ کیهانی به گسترش ادامه داده است.
بعنوان مثال، تبخیر این سیاهچاله های اولیه امکان دارد مسئول پر کردن جهان با ماده تاریک یا انرژی تاریک باشند. یا امکان دارد فرایند باریون زایی را شروع کرده باشند و جهان را مجبور به داشتن ماده ی بیشتر نسبت به پادماده کرده باشند و سیاه چاله های اولیه هم می توانستند جهان را با نشانه ای منحصربفرد از امواج گرانشی، که موج هایی در فضا-زمان هستند، پر کرده باشند.
در کیهان شناسی فیزیکی، باریون زایی اصطلاحی است که به فرآیند فرضی فیزیکی گفته می شود که سبب برهم زدن تقارن(تعادل) میان باریون ها و پادباریون های ساخته شده در لحظات آغازین پیدایش گیتی شد. ماده باریونی که امروز بعد از نابودسازی بایونی-پادباریونی به جای مانده است، گیتی را ایجاد کرده است.
آشکارسازهای امواج گرانشی کنونی حساسیت لازم را برای یافتن این امواج گرانشی ندارند، اما آشکارسازهای فضایی آینده مانند آنتن فضایی تداخل سنج لیزری که مقرر است در دهه آینده پرتاب شود می توانند آنها را اندازه گیری نماید.



1402/02/15
12:48:14
5.0 / 5
527
مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۹ بعلاوه ۱
اسمارت کاور
smartcover.ir - مالکیت معنوی سایت اسمارت كاور متعلق به مالکین آن می باشد