سیاه چاله های ساده

اندكی پس از نظریه نسبیت عام،كارل شوار تسشیلد،اختر شناس آلمانی،با بر رسی معادلات این نظریه راه حلی یافت كه فضای اطراف جسم فشرده ی بسیار پر جرمی را كه میدان گرانشی بسیار شدیدی دارد توصیف كرد.میدانیم كه نیروی گرانش علاوه بر جرم به فاصله هم بستگی دارد.از این رو نیروی گرانش جسم پر جرمی كه اندازه كوچكتری دارد و جرمش بسیار متراكم است،بیشتر است.
او دریافت كه اگر جرم یك جسم چنان متراكم شود كه در واقع تمام جرم آن در مركزش جای بگیرد،آنگاه فضا-زمان در فاصله معینی از جسم (كه شعاع شوار تسشیلدنام دارد)هندسه خاص و شگفت انگیزی به خود می گیرد.یك ذره و حتی نور،به هیچ وجه نمی تواند این فاصله را پشت سر بگذاردو از این جسم پر جرم بگریزد.میدان گرانشی جسم چنان قوی می شود كه حتی پرتوهای نور،خمیده میشوندبه طوری كه نور گسیل شده از جسم دوباره به سوی جرم مركزی باز می گردد.و این جسم پر جرم غیر قابل مشاهده خواهد بود.
آنچه در نزدیكی شعاع شوار تسشیلد روی می دهد،طبق اصول نسبیت ،كاملاً متفاوت است و به این بستگی دارد كه آیا ناظر بیرونی در حال سكون است یا سوار بر یك فضا پیما است و به سوی جسم پر جرم مركزی كه سیاهچاله نامیده می شود می شتابد.از بیرون خواهیم دید كه دوستانمان گویی با یك آهنربای قوی،به سوی نقطه نامرئی كشیده می شود.اما به رغم پیشروی شتاب آلودشان به نظر می رسد كه تا ابد طول خواهد كشید تاآنها از شعاع شوار تسشیلد به سوی جسم مركزی نفوذ كنند .
از سوی دیگر قربانیان به سبب كند شدن زمان ، متوجه چنین نامحدودیتی در زمان نخواهند شدوآنها بیرحمانه به سوی مركز جسم سقوط خواهند كرد.
اما چه چیزی در مركز سیاهچاله ها قرار دارد؟فیزیكدانان نخست ترجیح می دادند كه چندان به این مسئله اهمیت ندهند.زیرا محاسبات ریاضی پاسخ نسبتاًمتقاعد كننده ای به دست می داد.طبق این محاسبات پیش بینی می شودهر چیزی كه به چنگ سیاهچاله می افتد،از جمله جرم خودش،بی درنگ به نقطه ای در مركز سیاه چاله كشیده می شود كه تَكینِگی نام دارد.نیرویی چنان قوی دیده نشده است كه بتواند در برابر گرانش بی اندازه قوی سیاهچاله مقاومت كند.اتم،اتم را در هم می شكند.هسته،هسته را و نوترون،نوترون را،تا اینكه همه در یك مكان واحد –در یك نقطه بی نهایت كوچك-فشرده می شوند.
جالب است كه بدانیم در نیمه دهه ی۱۹۷۰ هنگامی كه آشكار شد برخورد با تكینگی ها در سیاهچاله ها اجتناب ناپذیر است،فیزیكدانان خاطر نشان كردند كه دست كم فیزیك،در مواجهه با مسئله تكینگی در نمی ماند.با وجود این در اوایل دهه ۱۹۷۰،در برخورد با مسئله تكینگی ، پیشرفتهایی حاصل شدكه دراین امر،فیزیكدان جوان انگلیسی،استیون و.هاوكینگ نقش عمده ای داشت.هاوكینگ رهیافت تازه ای را بیان كردكه عبارت بود از تلفیق نسبیت با مكانیك كوانتومی.او در سال ۱۹۷۴ نشان داد كه اگراثرات مكانیك كوانتومی با معادلات نسبیت عام توصیف كننده سیاهچاله ها تلفیق شوند،ممكن است با مسئله تكینگی روبرو نشد.كه باعث شروع شدن مطالعات جدیدی شد.
فیزیكدانان خاطر نشان كردند كه دست كم فیزیك،در مواجهه با مسئله تكینگی در نمی ماند.با وجود این در اوایل دهه ۱۹۷۰،در برخورد با مسئله تكینگی ، پیشرفتهایی حاصل شدكه دراین امر،فیزیكدان جوان انگلیسی،استیون و.هاوكینگ نقش عمده ای داشت.هاوكینگ رهیافت تازه ای را بیان كردكه عبارت بود از تلفیق نسبیت با مكانیك كوانتومی.او در سال ۱۹۷۴ نشان داد كه اگراثرات مكانیك كوانتومی با معادلات نسبیت عام توصیف كننده سیاهچاله ها تلفیق شوند،ممكن است با مسئله تكینگی روبرو نشد.كه باعث شروع شدن مطالعات جدیدی شد.

منبع : آسمان شب ایران