تیم های کیهانی در برابر سیاه چاله های شگفت انگیز و شکارچیان موج جاذبه
رمزهای علم به پایان نمی رسد ولی شیرینی دانش همین رمزهای باز نشده است. انسان با قدرت درک محدود خویش، هر چیز بزرگ و عظیمی را بتواند کشف و به عنوان واقعیت تصور کند، باز بخش بزرگی برایش ناشناخته میماند ولی میتوان با کمک ابزار هوشمندی فوق العاده ی انسان یا مغز، روش های قدرتمندی برای مشاهده و حس، ابداع کرد.
نسبیت عام اینشتین و خمیدگی در بستر کیهان، تحت تاثیر جاذبه های موجود، نتایجی را به بار می آورد:
1- این خمیدگی ها میتواند، فاصله های کیهانی را تا حد نزدیک به صفر ولی نه خود صفر، کوتاه کند و طبیعتا در این فاصله های کوتاه، سرعت انتقال داده ها به نزدیک بینهایت میرسد.
2- جاذبه های بسیار زیاد- که از در هم شکستن ومرگ ستارگان بزرگ به دست می آید- میتواند همه ی نور معروف و شناخته شده به وسیله ی ابزارهای حسی ما را به درون خود بکشد و همه چیز را در چشمان ما سیاه کنددقت کنید فقط در چشمان ما سیاه کند و نه سیاهی مطلق
ولی آیا این توده های عظیم و جذاب، فقط نابود کننده هستند؟!
حس و ادراک- قسمت چهل و ششم
از تکینگی تا مغز از مغز تا سیاهچاله ی فضایی قسمت پنجاه و چهارم
ادغام نظریه های معروف و جدای فیزیک(نسبیت عام و اصل عدم قطعیت)، دانشمند فیزیکدان استفن هاوکینگ را وادار کرد، تصور کند سیاهچاله ها خودشان تولید کننده ی پرتوهایی هستند که ممکن است برای ما ناشناس باشند ولی واقعیت دارند. این پرتوها که کیفیت و زمان پیدایش آن تا حد زیادی برای ما ناشناخته است احتمالا با پیشرفت های تکنولوژی، اشکارتر شوند.
از جمله ی پرتوهای صادر شده از سیاه چاله ها، امواج گرانشی ناشی از ادغام دو سیاه چاله است. تلسکوپ های قدرتمند لایگو وویرگو امکان بررسی این امواج را فراهم کرده است.
فرضیه های قدیمی در سایه ی پیشرفت های تکنولوژیک، مشاهده و حس میشود و این در حالی است که قدرت ابزارهای حسی و ادراکی بدن ما در محدوده ی بسیار اندکی است.
میتوان قدرت حس و ادراک را با پیشرفت های تکنولوژی، توسعه داد و بیشتر از آنچه امروز وجود دارد، دید و شنید.
آمارهای مهم، سیاه چاله ها را عمومی تر و شگفت تر از آنچه تصور میشود، یافته است. جهت گیری محور سیاهچاله های در حال ادغام، کمک میکند نشان داده شود چگونه جفت سیاه چاله ها تشکیل شده اند. فیزیکدان ها توزیع محور را از نظر آماری در نظر گرفته اند.
کمتراز5 سال قبل، فیزیکدان ها برای اولین بار موج های جاذبه ای را کشف کردند و جهان علمی را تکان دادند؛ این موج ها موج های ناوبری در فضا و زمان در زمانی است که دو سیاهچاله ی غول پیکر- که میلیون ها سال نوری از هم فاصله دارند- در هم فرو بروند. از آن زمان دانشمندان رخدادهای مشابهی را نشان داده اند که در بیشتر موارد رخداد به رخداد گزارش شده است.
پژوهشگران با شبکه ی جهانی تشخیص دهنده های موج گرانشی، نخستین تحلیل های آماری را بر داده های خود انجام داده اند. تحلیل ها در چهار مقاله نشان می دهد سیاه چاله ها یعنی میدان های جاذبه ای فوق العاده شدید و ترسناک- که بعد از کولاپس ستارگان ایجاد میشود- عمومی تر و شگفت تر از آن چیزی هستند که تصور میشود.
آنها همچنین اسراری را- مانند اینکه چگونه سیاه چاله ها پیش از ادغام، جفت می شوند- روشن کرده اند.
کارل رودریگز ستاره شناس در دانشگاه ملون کامبریج می گوید مطالعات جدید که در مقالات قبل از انتشار، ارائه شده است فوق العاده مهم هستند. با یک رخداد منفرد تو کارهای زیادی با مدل های ستاره شناسی میتوانی انجام دهی. ولی با یک کاتالوگ، تو نمیتوانی شروع به محدود کردن تئوری خاصی کنی بلکه تو میتوانی شروع به درک زمینه های موجود، کنی.
سلما دمینک ستاره شناس در دانشگاه هاروارد میگوید او و همکارانش منتظر مانده اند تحلیل های خود را از داده ها آغاز کنند. مشاهدات از یک وسیله نوری در شکل L به نام اینترفرومتر می آید که می تواند کشش های بی نهایت کوچک خود فضا را با عبور موج گرانشی اندازه گیری کند. دو تا از این مشاهده گرها مرتبط با Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO)) یعنی دو زوج مشاهده گر با بازوهای 4 کیلومتری در لوییزانا و واشنگتن هستند و نخستین موج های گرانشی را در سال 2015 مشخص کردند. تشخیص دهنده ی سومی در ویرگو، اینترفرومتر نزدیک پیزای ایتالیا است و بازوهای 3 کیلومتری دارد و به جستجو برای موج های گرانشی در سال 2017 پیوست.
لیگو و ویرگو 11 رخداد را مشخص کرده اند و اینها شامل ادغام ستاره های نوترونی است یعنی رخدادی که ممکن است روشن کند چگونه جهان، عناصر سنگین را شکل داده است. اکنون این گروه، 37 ادغام دیگر سیاهچاله ای را مشخص کرده اند یکی ادغام ستاره ی نوترونی و یکی ادغام ممکن برای سیاهچاله و ستاره ی نوتورنی و این، از نیمه ی نخست سومین دور مشاهده از اپریل تا سمپتامر 2019 به دست آمده است. تحلیل همه ی50 رخداد، نشان می دهد وقتی این رخداد بر سیاهچاله ها وارد می شود تنوع، بسیار زیاد می گردد فرانک اوهم یک ستاره شناس در حال تحقیق درباره ی موج های گرانشی در موسسه ی فیزیک جاذبه ای ماکس پلانک می گوید. از جزییات جیرجیرهای ادغام، دانشمندان می توانند توده های سیاه چاله های ادغام شونده را محاسبه کنند.
آنها تصور کردند شکاف توده ای بین 45 تا 135 توده ی خورشیدی را پیدا کرده اند و این، نتیجه ی فرایندهای فیزیک ذرات است که باید ستارگان را درون یک طیف توده ای خاص، از هم جدا نگه داد و منفجر کند پیش از آنکه آنها بتوانند تبدیل به سیاه چاله شوند.
با این همه لیگو و ویرگو اکنون ادغام هایی را مشخص کرده است که سیاهچاله ها را به صورت میدانی درون شکاف، درگیر میکند و اینها شامل یک توده از 85 توده ی نوری است. دی مینک- که تکامل زوج سیاه چاله ها را از سیستم های دو ستاره ای رصد میکند- می گوید محاسبه ی مداخله گرها چالش برانگیز خواهد بود. شکاف توده، پیشبینی روشنی از مدل هایی است که اعتقاد به وجود و تظاهر آن، دشوار است.
به طور مشابه دانشمندان، طیف گم شده ی دیگری را زیر 5 توده ی نوری در نظر گرفته اند و این بر اساس مشاهدات قبلی سیاه چاله های منفرد است که به طور آرام بر دور ستارگان طبیعی می چرخند. ولی حداقل یک چاله در کاتالوگ به نظر میرسد زیر محدوده ی خود باشد.
اوهم سوال میکند: چگونه تو مرزهای این جمعیت را توصیف می کنی؟ این، یک تصویر واضح نیست. توانایی جدید در ارزیابی سیاهچاله ها، این قدرت را به پژوهشگران داده است تا مشخص کنند آیا سیاهچاله ها در نقطه ی جفتی ادغام، در یک جهت هستند و با هم می چرخند و این احتمالا کلیدی است که نشان میدهد چگونه این زوج، در محل نخست در کنار هم می آید. اگر چرخش ها در طول محور اوربیتال قرار بگیرد سیاهچاله ها ممکن است از یک جفت ستاره تشکیل شده باشند که با هم متولد میشوند و به طور طبیعی نیاز به محورهای مطابق هم دارد و پس از کولاپس شدن، یک پارچه می شوند. اگر چرخش ها در جهات متفاوتی باشد سیاهچاله ها ممکن است در ابتدا شکل بگیرند و بعدا تا حدی با هم جفت شوند. اینکه کدام کانال شکلگیری، غلبه دارد جای تردید زیادی است.
به طور عام اگر یکی از سیاهچاله ها در اوربیت متفاوتی بچرخد زوج، بیشتر احتمال دارد از ترکیب سیاهچاله هایی ایجاد شود که اخیرا شکل گرفته اند. ولی خیلی سخت است به طور مطمئن بگوییم آیا این از یک صدای پیام منفرد ایجاد میشود یا نه. این را مایا فیشبک ستاره شناس و عضو لیگو از دانشگاه سوت وسترن میگوید.
با این همه با تحلیل رخدادها دانشمندان مدارکی را به دست آورده اند که حداقل برخی از ادغام ها در جهت معکوس رخ میدهد و آن، سبب چرخش می شود. او پیشنهاد میدهد جفت های سیاهچاله ممکن است به روش های مختلفی ایجاد شوند. رودریگز توجه میدهد که سرعت کلی ادغام سیاهچاله که لیگو و ویرگو می بینند به نظر می رسد به سختی مطابق با سرعتی باشد که او در مدل خود پیشبینی کرده است. در این مدل، سیاهچاله های قبلی یکدیگر را پیدا می کنند و در گره های ستارگان قدیمی به نام خوشه های گلوبولار، جفت میشوند. او می گوید: داده ها همچنین بیان میدارد که چنین مکانیسمی، یک چهارم ادغام ها را تولید میکند.
پژوهشگران توانسته اند رصد کنند چگونه ادغام های تعدادی از سیاهچاله ها ممکن است طی زمان کیهانی، تغییر کرده باشد. سرعت، به نظر میرسد در جهان ابتدایی زمانی که سرعت تشکیل ستارگان بیشتر بوده، زیادتر باشد. ولی داده های قبلی اجازه داده است که آن سرعت تا حد 100 هزار برابر چیزی که اکنون هست باشد. اکنون دانشمندان رخدادهای آنقدر دوری را دیده اند که میتوانند بگویند سرعت ادغام ها در 8 میلیون سال قبل، بیش از ده برابر آن چیزی بوده که امروز هست.
دانشمندان لیگو و ویروگو دارای شهامت علمی هستند تا حساسیت تشخیص دهنده های خود را افزایش دهند واین تعیین کننده ها به آنها امکان داده است رخدادهای دورتری را رصد کنند. اکنون آنها مشتاق هستند کاتالوگ خود را حتی دورتر بسازند. با رخدادهای بیشتر آنها یک ارتباط را بین محور پرچرخش و توده های سیاه چاله ای پیدا کرده ند و این، میتواند کمک کند روشن شود آیا سنگین ترین موارد ممکن است خودشان از طریق ادغام ها ایجاد شده باشد؟
(اگر محورهای دو سیاهچاله، یکسان نباشد آنها ممکن است از جفت ستارگان جدای از هم تشکیل نشده باشند و تئوریسین ها نمیتوانند توضیح دهند چگونه ستاره ی در حال کولاپس میتواند چنین سیاهچاله های سنگینی را ایجاد کند.)
فیشبک میگوید ما به بسیاری از سوالات که حتی قبلا نمیدانستیم پاسخ داده ایم ولی این تازه سوالا ت بیشتری را ایجاد کرده است. این ابتدای علم است.
https://www.science.org/content/article/universe-teems-weird-black-holes-gravitational-wave-hunters-find?utm_campaign=SciMag&utm_source=Social&utm_medium=Facebook
برخی توضیحات دکتر سلمان فاطمی نورولوژیست
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031
