سیاهچالهها پدیدههای رازآلود جهان هستند. این سنگینوزنهای کیهانی هر چیزی را که خیلی نزدیک شود، چه ستارهها و چه سایر اجرام، با کشش گرانشی قوی خود تکهتکه میکنند و میبلعند.
بلعیده شدن توسط سیاهچاله ممکن است پایان داستان این اجرام بدشانس نباشد. مطالعه جدیدی که در مجله کیهان‌شناسی و فیزیک اختر ذرات منتشر شد، شواهد رصدی را ارائه می‌دهد که بعضی از موادی که درون سیاهچاله می‌افتند می‌توانند به انرژی تاریک تبدیل شوند.
انرژی تاریک همان نیروی مرموزی است که سرعت انبساط جهان را افزایش می‌دهد و ۷۰درصد از کیهان را تشکیل داده است. آیا امکان دارد که انرژی تاریک توسط سیاهچالهها بهوجود آمده باشد؟ با ما همراه باشید تا این فرضیه را بیشتر بررسی کنیم.
| بیشتر بخوانید: ماده تاریک چیست؟ |
وقتی سوخت ستارهای پرجرم تمام میشود و فرو میریزد، سیاهچاله بهوجود میآید. یکی از ویژگیهای احتمالی عجیب سیاهچالهها جفت شدن کیهانی است.
بر اساس این نظریه، سیاهچالهها طوری در تار و پود کیهان بافته شده‌اند که همگام با انبساط کیهان رشد میکنند. تعریف استاندارد سیاهچالهها شامل این مشخصه نیست و میگوید که سیاهچالهها فقط از طریق ادغام شدن با یکدیگر یا بلعیدن اجسام دیگر می‌توانند جرم به‌دست بیاورند.
این یک مفهوم عجیب و غریب است که قدمت آن به سال ۱۹۱۵ بازمی‌گردد. در آن سال، آلبرت انیشتین نسبیت عام را معرفی کرد که مجموعه‌ای از معادلات کیهانی برای توضیح رفتار جهان بود.
این معادله‌ها باعث مطرح شدن ایده‌های جدید از جمله سیاهچالهها و انبساط جهان شد که امروزه هر دو مشاهده شده‌اند. بااین‌حال از آن‌جایی که معادلات به عواملی متکی هستند که کاملا شناخته‌شده نیستند (چون تمام ویژگیهای جهان را به‌طور دقیق نشناخته‌ایم)، بسته به اینکه مقادیر تعریف‌نشده ممکن است چه باشند، می‌توانند راه‌حل‌های متفاوتی داشته باشند.
این اجازه می‌دهد جفت شدن کیهانی را داشته باشیم. یعنی شرایط خاصی وجود دارد که به سیاهچالهها اجازه می‌دهد تا با انبساط کیهانی جفت شوند.
اگر سیاهچالهها واقعا با فضازمان در حال تکامل اطراف خود به این روش تعامل داشته باشند و همزمان با انبساط جهان جرم و انرژی به‌دست بیاورند، انرژی تاریک می‌تواند به‌طور کامل از این فرایند ناشی شود.
بر اساس تفکر استاندارد، انرژی تاریک به‌طور یکنواخت در سراسر کیهان توزیع شده است.
«کوین کروکر»، دستیار پژوهش در دانشگاه ایالتی آریزونا میگوید: «میتوانم بگویم که این تصور اشتباه شماره یک است. یک استدلال بسیار واضح، هرچند بحثبرانگیز، وجود دارد که مهم نیست انرژی تاریک کجا است؛ فقط مهم است که در جایی وجود دارد. بنابراین، می‌تواند به‌طور یکنواخت پخش شده یا در حباب‌های کوچک متعدد نشسته باشد که اگر توسط سیاه‌چاله‌هایی که در فضا و زمان پراکنده شده‌اند ایجاد شده باشد، به این صورت وجود دارد.»
برای آزمایش این ایده، تیمی از دانشمندان ده‌ها میلیون کهکشان دوردست را توسط ابزار طیف‌سنجی انرژی تاریک (DESI) نصب‌شده در رصدخانه ملی کیت پیک در آریزونا اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل کردند.
دانشمندان با اندازه‌گیری سرعت عقب‌نشینی کهکشان‌ها در فواصل مختلف که با سن‌های مختلف کیهانی مرتبط است، تعیین کردند که چگونه نرخ انبساط جهان در طول زمان تحت‌تاثیر انرژی تاریک تغییر کرده است. سپس، این داده‌ها را با اطلاعاتی درباره سرعت تشکیل سیاهچالهها در همان مدت زمان طولانی بررسی کردند.
اگر نظریه آن‌ها درباره تولید انرژی تاریک توسط سیاهچالهها درست باشد، تشکیل سیاهچاله و چگالی انرژی تاریک باید همبسته باشند. به‌عبارت دیگر با تشکیل سیاهچاله‌های بیشتر، انرژی تاریک باید قدرت بیشتری پیدا کند.
نظریه‌های رایج انرژی تاریک یک به‌اصطلاح ثابت کیهانی را فرض میکنند. بر این اساس، فشار اسرارآمیز کیهانی قدرت ثابتی دارد که نه رشد می‌کند، نه در طول زمان ضعیف میشود و به طور یکنواخت در سراسر کیهان پخش شده است.
«یون وانگ»، متخصص انرژی تاریک، هشدار می‌دهد که اندازه‌گیری‌ها به‌اندازه کافی قابل‌مقایسه نیستند تا قاطعانه از تکامل انرژی تاریک در طول زمان پشتیبانی کنند. همچنین، سیاهچاله‌های جفت‌شده کیهانی نیز ممکن است حتی وجود نداشته باشند.
| بیشتر بخوانید: انرژی تاریک چیست؟ |
او میگوید: «این در حال حاضر صرفا حدس و گمان است. بنابراین، این نظریه ممکن است اما هنوز پذیرفتنی نیست.» کروکر میگوید: «سوال بعدی این است که سیاهچالهها کجا هستند و بعد باید موقعیت‌های آن‌ها را به محاسبات اضافه کنیم. غافل‌گیری‌های جالبی ممکن است اتفاق بیفتد و ما در حال بررسی آن‌ها هستیم.»
«استیو آهلن»، استاد بازنشسته فیزیک در دانشگاه بوستون میگوید: «تلاش‌های تحقیقاتی عمق و وضوح بیشتری را برای درک ما از انرژی تاریک به ارمغان می‌آورند، خواه فرضیه مربوط به سیاهچاله را تایید کنند یا نه. من فکر می‌کنم به‌عنوان یک تلاش تجربی، فوق‌العاده است. می‌توانید پیش‌فرض داشته باشید یا نه، ولی ما بر اساس داده‌ها و مشاهده‌ها پیش می‌رویم.»
تایید این نظریه که ماده تاریک از سیاهچالهها بهوجود میآید درک ما را از انبساط جهان دوباره تعریف می‌کند و سوال‌های جدید زیادی را پیش رویمان قرار می‌دهد. بااین‌حال اگر مشاهدات آینده این نظریه را رد کنند، این تلاش‌ها همچنان مرزهای دانش علمی فعلی را جابه‌جا خواهند کرد و درهایی به روی اکتشاف‌های جدید باز خواهد شد.
