اولین‌بار نظریه نسبیت عام انیشتین، وجود سیاه‌چاله را به دنیا شناساند و در تحقیقی جدید، سرعت برخورد سیاه‌چاله‌ها کشف شد و این داده، تحول جدیدی در علم کوانتوم و نسبیت عام ایجاد خواهد کرد.
سیاه‌چاله‌ها چه ماهیتی دارند؟
انیشتین در نظریه نسبیت عام حضور سیاه‌چاله‌ها را به دنیا شناساند. سیاه‌چاله‌ها اجرامی هستند که به‌شدت فشرده شده‌اند و باعث خم‌شدگی فضا – زمان شده‌اند. همان‌طور که از اسم آنها پیداست، آنها چاله‌هایی را خلق می‌کنند که نیروی گرانشی بالایی داشته و هیچ‌چیزی حتی نور نمی‌تواند در نزدیکی آنها باقی بماند و به داخل بلعیده می‌شود. همین موضوع سبب تاریک دیده‌شدن آنها می‌شود. این چاله‌های فضایی عموماً با سرعت خاصی به‌دور خود می‌چرخند.
مقدار دقیق سرعت برخورد سیاه‌چاله‌ها مدت‌ها مجهول مانده بود که در مدل‌سازی‌های جدید به دست آمد. این مقدار بیش از ۲۸ میلیون متر بر ثانیه یعنی سرعتی معادل با یک‌دهم سرعت نور است.
حرکت بیضوی سیاه‌چاله‌ها، اولین کشف مهم
در بررسی این تحقیق دو دانشمند مطرح مؤسسه فناوری راچستر نیویورک با نام‌های “جیمز هیلی” و “کارلوس لوستو” شرکت داشتند و بیشترین سرعت برخورد سیاه‌چاله‌ها را با ابررایانه‌های موجود محاسبه کردند.
در درجه اول، این دو دانشمند فرضیه حرکت دایره‌ای را رد کردند. آنها متوجه شدند که دو سیاه‌چاله در حال حرکت، در مداری بیضوی به همدیگر نزدیک می‌شوند و بدین شکل در هر موقعیت سرعت برخورد متفاوتی دارند. این موضوع با بررسی بیش از ۱۰۰ داده در رصدخانه موج گرانشی و به‌وسیله تداخل‌سنج LIGO اثبات شد؛ بنابراین فرضیه چرخش دایره‌ای آنها به‌دور هم رد شد.
چرخش مخالف یکدیگر، عامل بیشترین سرعت برخورد
با درنظرگرفتن چرخش بیضوی دامنه مدل برخورد دو سیاه‌چاله و سرعت برخورد سیاه‌چاله‌ها بیشتر شد؛ بنابراین به سراغ بیشترین حالت آن رفتند. چهارعنصر در محاسبه این بیشینه سرعت نقش داشتند.
- سرعت اولیه سیاه‌چاله
- زمانی که در نزدیک‌ترین لحظه عبور می‌کنند، چقدر از همدیگر جدا هستند
- جهت پیچش آنها به‌دور خود
- مقدار چرخش آنها
پس از ۱۳۸۱ مدل مختلف شبیه‌سازی، بیشترین سرعت برخورد سیاه‌چاله‌ها هنگامی در نظر گرفته شد که در جهت مخالف یکدیگر در حال چرخش باشند. تشعشعات گرانشی یک سیاه‌چاله تنها در این لحظه است که متوقف شده و همین امر با ایجاد یک ضربه مهیب، دو سیاه‌چاله را از هم دور می‌کند.
هدف بعدی محققان، متحول‌کننده دنیای فیزیک
طبق فرضیات، دو سیاه‌چاله که به هم نزدیک می‌شوند یا از همدیگر دور شده و یا در هم ادغام می‌شوند. با تأیید فرضیه حرکت بیضوی، فاصله قرارگیری دو سیاه‌چاله در آستانه خاصی متغیر خواهد بود و دانشمندان حدس می‌زنند که همین موضوع، عامل ادغام‌شدن یا حرکت بازگشتی و خلق ماجرای سرعت برخورد سیاه‌چاله‌ها می‌شود.
غیرقابل‌عبور بودن این سرعت و کشف مقدار آستانه تعیین‌کننده سرنوشت دو سیاه‌چاله نسبت به همدیگر، دو هدف مهم دانشمندان است. ازآنجایی‌که علم فیزیک کوانتوم (علم ریز مولکول‌ها و اتم‌ها) و نظریه نسبیت عام، دو مبنای اصلی این تحقیقات هستند، تحقیقات بعدی پس از این موضوع، تحول مهمی در دنیای فیزیک ایجاد خواهد کرد.
سخن آخر
سیاه‌چاله‌ها اجرامی چرخان در فضا هستند که در زمانی که با چرخش مخالف نسبت به همدیگر در نزدیک‌ترین حالت قرار می‌گیرند، به هم برخورد کرده و بیشترین سرعت برخورد سیاه‌چاله‌ها یک‌دهم سرعت نور است. این موضوع را دو محقق مؤسسه فناوری راچستر اثبات کردند.
