سیاه چاله

سیاه چاله که در شمار اسرار آمیز ترین اجزای عالم است، به طور کلی بازماندۀ ستارۀ پُرجرمی است که سوخت هسته ای اش را تا انتها به مصرف رسانده است . این ستاره در غیاب انرژی مقابله کننده با نیروی گرانش خود، در ابعادِ تک نقطه ای موسوم به تکینگی، فشرده یا منقبض می شود . در چنین نقطه ای، فشار و چگالی بی حدّ و حصر است . هر جسم یا حتی نوری که به نزدیکی سیاه چاله برسد، به درون آن کشیده می شود، بی اندازه کش می آید و سپس برای همیشه در آن گرفتار می ماند . دیدن سیاه چاله ها که فیزیک دان آمریکایی جان هالر در سال 1969 آنها را چنین نامید، غیر ممکن است، امّا شاید بتوان 90 درصد محتوای عالم را به حساب این اجسام گذاشت .

زمین شناس انگلیسی، جان میچل ( 1727 - 1793 ) و اخترشناس فرانسوی، پی ئر – سیمون لاپلاس ( 1749 - 1827 )، نخستین بار در قرن هجدهم، تصوری از سیاه چاله ها را مطرح ساختند . نظریه پردازی آنها چنین بود که هرگاه جسمی آسمانی به اندازۀ کافی بزرگ و چگال باشد، چنان گرانشی از خود نشان می دهد که هیچ چیز یارای گریز از کشش آن را نخواهد داشت .

این تصور را می توان با مشاهدۀ اثرات گرانشی اجسام شناخته شده توجیه کرد . یک سفینۀ فضایی که برای رها شدن از گرانش زمین با سرعت 11 کیلومتر در ثانیه حرکت می کند، برای فرار از سیاره ای بزرگتر، مانند مشتری 60 کیلومتر در ثانیه حرکت می کند و برای فرار از خورشید، می بایستی 611 کیلومتر در ثانیه سرعت داشته باشد . در مورد جسمی که به اندازۀ کافی بزرگ و چگال باشد، سفینه به سرعتی پیش از سرعت نور، یا 299،000 کیلومتر در ثانیه احتیاج خواهد داشت . لیکن از آنجا که هیچ چیز نمی تواند سریع تر از سرعت نور حرکت کند، هیچ چیز هم نخواهد توانست از گرانش آن جسم فرار کند . سیاه چاله ها به راستی در شمار چنین اجسامی اند .

تشکیل سیاه چاله

وقتی سوخت هسته ای ستاره ای به پایان رسد، خواهد رُمبید، در غیاب نیروی گداخت هسته ای، فشار رو به بیرون هستۀ ستاره، با گرانش بسیار زیاد آن برابری می کند و ستاره از آن پس در خود فرو می ریزد . ستارگان متوسطی نظیر خورشید، انقباض پیدا می کنند و به صورت کوتوله های سفیدی به اندازه زمین در می آیند . ( کوتوله های سفید ستارگان کوچک پُر چگالی اند که درخشش اندکی دارند . ) ستارگانی که جرم شان تا سه برابر جرم خورشید است، دچار انفجار ابر نو اختری می شود . مادۀ باقی مانده از چنین ستارگانی به صورت بسته های چگالیده ای چون ستارگان نوترونی و یا تپ اختر به پایان راه می رسند . ( تپ اختر ها ستاره های چرخندۀ سریعی اند که در فاصله های زمانی دقیق، امواج رادیویی گوناگونی گسیل می کنند . ) ستارگانی که بیش از سه برابر خورشید جرم دارند، از دیدگاه نظری، پس از فروزان شدن به صورت ابر نو اختر، می رُمبند و به شکل سیاه چاله در می آیند .

عکس های ناسا از سیاه چاله