سیاهچاله فراری چیست؟

سال گذشته، ستاره شناسان به سیارکی که از جایی خارج از منظومه شمسی می گذرد بسیار علاقه مند شدند. تقریباً با سرعت 68 کیلومتر بر ثانیه – دو برابر سرعتی که زمین به دور خورشید می چرخد، حرکت می کند. اما اگر چیزی سریعتر و بزرگتر وجود داشت چه می شد؟ پورتال theconversation.com صحبت کنید درباره پدیده سیاهچاله فراری

داستان در سال 1960 آغاز می شود. سپس روی کر، ریاضیدان نیوزلندی، راه حلی برای معادله نسبیت عام انیشتین یافت که سیاهچاله های در حال چرخش را توصیف می کند. این منجر به دو کشف مهم مربوط به سیاهچاله ها شد.

اولی “فرضیه بدون مو” است که بیان می کند سیاهچاله ها را فقط می توان با سه پارامتر تشخیص داد: جرم، چرخش و بار. اما دوم اینکه باید به فرمول معروف اینشتین فکر کنید که می گوید انرژی جرم دارد. در مورد سیاهچاله ها، راه حل کر نشان می دهد که تا 29 درصد از جرم سیاهچاله می تواند به عنوان انرژی دورانی وجود داشته باشد.

راجر پنروز فیزیکدان 50 ساله بریتانیایی به این نتیجه رسید که این انرژی چرخشی سیاهچاله می تواند آزاد شود. اساساً یک سیاهچاله در حال چرخش یک باتری است که قادر به آزاد کردن مقادیر عظیمی از انرژی دورانی است.

یک سیاهچاله می تواند 100 برابر بیشتر از یک ستاره با جرم مشابه انرژی قابل بهره برداری داشته باشد. اگر دو سیاهچاله در یک سیاهچاله ادغام شوند، بخش زیادی از آن انرژی می تواند تنها در چند ثانیه آزاد شود.

محاسبه اتفاقاتی که هنگام ادغام دو سیاهچاله در حال چرخش و ایجاد امواج گرانشی رخ می دهد، 20 سال محاسبات ابر رایانه ای را به خود اختصاص داد. بسته به نحوه چرخش سیاهچاله ها، انرژی حاصل از گرانشی می تواند در یک جهت از جهت دیگر قوی تر باشد. و این باعث می شود که سیاهچاله ها با سرعت زیاد در جهت مخالف حرکت کنند.

بنابراین، اگر چرخش دو سیاهچاله در حال برخورد به روش درست ترکیب شوند، سیاهچاله ترکیبی می تواند تا هزاران کیلومتر در ثانیه شتاب بگیرد.

اما این محاسبات فقط تئوری هستند. حداقل تا زمانی که رصدخانه های LIGO و Virgo شروع به ثبت سیگنال امواج گرانشی ساطع شده از یک جفت سیاهچاله در حال برخورد در سال 2015 کردند. جالب ترین کشف در این مورد به اصطلاح است. چرخش یک سیاهچاله نوعی صدای زنگ یک حفره تازه تشکیل شده است که می توان از روی آن فرضیاتی در مورد چرخش آن ایجاد کرد. هر چه سیاهچاله سریعتر بچرخد، صدای زنگ آرامتر است.

سایر مشاهدات با کیفیت بالاتر از ادغام سیاهچاله ها نشان داده است که برخی از جفت ها جهت گیری تصادفی محورهای چرخشی خود را دارند و بسیاری از جفت ها دارای انرژی های چرخشی بسیار بالایی هستند. یعنی سیاهچاله های فراری می توانند در واقعیت وجود داشته باشند. با حرکت با 1% سرعت نور، مدار آنها به دور ستارگان در کهکشان ها نمی چرخد، بلکه تقریبا مستقیم می رود.

یافتن حفره های کوچک فراری دشوار است، اما سیاهچاله ای با جرم یک میلیون یا یک میلیارد خورشید راحت تر تشخیص داده می شود. دانشمندان تمایل دارند این فرضیه را مطرح کنند که چنین سیاه‌چاله‌ای دنباله‌ای از ستارگان تازه‌تشکیل شده از گاز بین ستاره‌ای مانند دنباله‌های ابری از هواپیمای در حال عبور را به جای می‌گذارد.

در سال 2025، تعدادی از مقالات علمی تصاویری از زنجیره‌های ستاره‌ای مستقیم و غیرعادی در برخی کهکشان‌ها را نشان داده‌اند. برخی از کارشناسان آنها را شواهدی از وجود سیاهچاله های فراری می دانند. علاوه بر این، اگر سوراخ‌های فرار بسیار بزرگی وجود داشته باشد، باید سوراخ‌های کوچکی نیز وجود داشته باشد، زیرا داده‌های امواج گرانشی نشان می‌دهد که آنها نیز می‌توانند ادغام شوند. آنها به اندازه کافی سریع هستند که می توانند بین کهکشان ها حرکت کنند.