ستارگان نوتروني و سیاه چاله ها- بخش دوم

نويسنده: محمدرضا طباطبايي

توجيه خصوصيات و رفتارهاي عجيب و دوگانه سياه چاله‌ها و ستارگان نوتروني

يادآوري: منظور ما از جرم نوتروني در اين مبحث ، يك سياه چاله و يا يك ستاره نوتروني ميباشد .
اگر سياه چاله‌ها وجود دارند آيا مي توانند تمامي جرم‌هاي عالم را در خود ببلعند ؟
جواب سوال اين است كه چون اجرام نوتروني دوران دارند، اين مسئله باعث دوران ميادين گرانشي پيرامون آنها شده و اجرام سنگين موجود در پيرامون آنها مجبور به چرخش حول آنها خواهند شد كه در اين ميان گازها محكوم به سقوط به مركز گرانش اجرام نوتروني هستند و اجرام سنگين تحت شرايط بخصوصي در كام سياه چاله‌ها فرو رفته و به اين علت بخصوص ، فعلا تمامي اجرام عالم در كام اجرام نوتروني فرو نمي روند . ولي به هر حال ، دير يا زود اين روي داد اتفاق خواهد افتاد و در نهايت تمامي اجرام عالم در كام اجرام نوتروني فرو رفته و حتي اجرام نوتروني بزرگتر اجرام نوتروني كوچكتر را در خود ادغام خواهند كرد .

سفيد چاله چيست؟

طبق تعريف معادله نسبيت عام داراي زير ساخت رياضي محكمي است كه با زمان متناسب است و مزيت آن هم اين است كه مي توان زمان را به سريعتر از آنكه به آينده برود به عقب برد .
اگر شما اين معادله را كه بتواند روي زمان كنترل داشته باشد براي سياه چاله بنويسيد نتيجه‌اش شيي به نام سفيد چاله خواهد بود كه كاملا خلاف سياه چاله به نظر ميرسد به اين مفهوم كه اگر چيزي از دام سياه چاله نمي تواند بگريزد ، چيزي نخواهد توانست به دام سفيد چاله بيافتد ، در واقع اگر سياه چاله كارش بلعيدن باشد سفيد چاله كارش بيرون انداختن است .
در واقع سفيد چاله‌ها در دنياي رياضي زندگي مي كنند و اين بدان معنا نيست كه حتما بايد در دنيا وجود داشته باشند در حقيقت آنها اصلا وجود خارجي ندارند زيرا راهي براي توليد آنها وجود ندارد . "
سفر به گذشته غير ممكن به نظر ميرسد براي اينكه اين موضوع بيشتر از آنكه پديده‌اي فيزيكي به نظر برسد ، پديده‌اي بيولوژيك است ، به اين معني كه ما در سفر به گذشته مجبور به كشتن زندگان و زنده كردن مردگانيم ، به طور كلي يعني نابود كردن چيزهايي كه بوجود آمده‌اند و پديدار كردن چيزهايي كه نابود شده‌اند كه بسيار غير ممكن ميباشد . ولي ما ميتوانيم چنين تصور كنيم كه يك سفيد چاله يك جرم نوتروني با سرعت دوران غير معمول و بسيار زياد است كه در اين حالت بخصوص پديده وارونگي ميدان گرانشي براي آن روي داده است ، در اين حالت گرانش به ضد گرانش تبديل ميشود و شتاب گرانش به شتاب گرانش منفي تبديل خواهد شد و جرم نوتروني بجاي جذب ماده ، آن را به شدت از خود ميراند ، موضوعي است كه به آن در مبحث " ساختار فيزيكي و تكنولوژي پرواز بشقاب پرنده‌ها " خواهيم پرداخت .

ازه‌هايي در باره سياه چاله‌ها:

دانشمندان ناسا با همكاري جمعي از همكاران بين المللي خود و با كمك ماهواره ژاپني "سوزاكو" به مشاهدات شگفت انگيز و جديدي از سياه چاله‌ها دست يافته‌اند . جزئيات عجيبي از فضا و زمان منحني وار كه پيش از اين با اين دقت مشاهده نشده بود .
مشاهدات عبارت بودند از اندازه گيري سرعت چرخش سياه چاله‌ها و نيز اندازه گيري زاويه ريزش مواد به داخل آن . اين مشاهدات بر پايه عكس‌العمل نور در هنگام نزديكي به يك سياه چاله و رسيدن به مرزي كه به آن "مرز آهني K " گفته مي شود صورت گرفته است . وجود اين نوار مرزي كه تا كنون بعلت فقدان شواهد كافي مورد ترديد قرار داشت اكنون با قاطعيت ثابت شده است و بعنوان يك معيار قابل قبول از جاذبه خرد كننده سياه چاله‌ها مورد قبول قرار گرفته است . ماهواره سوزاكو مجهز به جستجو گر اشعه ايكس و طيف نگار اشعه ايكس است . اين دو دستگاه به اتفاق اين قابليت را دارند كه طيف گسترده‌اي از انرژي‌هاي اشعه ايكس را بخصوص آن دسته از اشعه‌هاي ايكس با سطوح بالاتري از انرژي را شناسايي كنند . به اين منظور براي شروع ، سياه چاله‌هايي با جرمهاي فوق‌العاده زياد در اولويت گرفته‌اند . اين گونه سياه چاله‌ها در مركز اغلب كهكشانها وجود دارند و جرمشان معادل با جرم ميليونها تا بيليونها خورشيد در محدوده‌اي به وسعت كل منظومه شمسي ما است.

سيگنالهاي طيفي سياه چاله‌هايي كه "سوزاكو" آنها را رديابي كرده است پيش از اين هم توسط ماهواره اروپايي" نيوتون" ديده شده بود اما سوزاكو از حساسيت بسيار بالاتري نسبت به انواع پيشين خود برخوردار است.
مجموعه‌اي از مشاهدات صورت گرفته با سوزاكو نشان مي دهد كه مرز آهني K در تمامي كهكشانها وجود دارد و سيگنالهاي دريافتي از آن ناشي از وجود جاذبه شديد در جوار اين مرز است . به همين علت هدف بلند مدت اكتشافات فضايي ناسا بر مبناي كشف و شناسايي مرز آهني K براي يافتن تصويري مشخص از يك سياه چاله قرار گرفته است.
اين گروه تحقيقاتي با بررسي كهكشان MCG-6-30-15 به اين نتيجه رسيدند كه صفحه چرخاني از مواد سياه چاله را تغذيه مي كند كه اصطلاحا صفحه تغذيه كننده ناميده مي شود و زاويه 45 درجه نسبت به خط ديد ما مي سازد . چنين اندازه گيري دقيقي پيش از اين امكان پذير نبوده است . در واقع وجود مرز آهني Kكليد معماي اندازه گيري جرم و انرژي يك سياه چاله است.

به تازگي ناسا با همكاري جمعي از دانشمندان ايتاليايي با استفاده از داده‌هاي ارسالي فضا پيماي "سويفت" براي اولين بار توانست نوع موادي كه از سياه چاله‌ها به خارج از آن پرتاب مي شوند را مشخص کند.
مواد موجود در اين فورانهاي سياه چاله‌اي عموما در كوازارها و ساير اجرام سماوي نيز ديده مي شوند اين مواد اغلب با سرعت نور به خارج پرتاب مي شوند . اين تيم تحقيقاتي موفق به گشودن معمايي شده است كه پيشينه آن به دهه هفتاد ميلادي بر مي گردد.
فورانهاي مواد سياه چاله‌اي عموما مرزهاي كهكشانها را براي صدها هزار سال نوري در مي نوردند . آنها از منابع اوليه توزيع مواد و انرژي در جهان و همچنين كليد فهم و درك چگونگي شكل گيري كهكشانها و بسياري معماهاي گشوده نشده همچون منشا انرژي در جهان مي باشند . فورانهاي سياه چاله‌اي يكي از بزرگترين پارادوكسهاي ( تناقض هاي ) موجود در اختر شناسي هستند چرا كه از يك سو هيچ چيزي در جهان نمي تواند از جاذبه فوق‌العاده شديد سياه چاله‌ها بگريزد و از سوي ديگر مواد سياه چاله‌اي با سرعت نور به فضاي لايتناهي پرتاب مي شوند . ما هنوز نمي دانيم اين فورانها چگونه شكل مي گيرند و تنها چيزي كه تا حال به قطعيت دريافته‌ايم اين است كه از چه موادي تشكيل شده‌اند . مبحث سياه چاله‌ها براي چندين دهه است كه به بحث داغ روز محافل علمي تبديل شده است دانشمندان اكنون همگي بر اين ايده اتفاق نظر دارند كه مواد فوراني يا بايد از الكترون و پوزيترون تشكيل شده باشند و يا از الكترون و پروتون. البته اطلاعات حاصله از فضا پيماي "سويفت" شواهدي دال بر وجود پروتون در اين مواد را دارد.
اغلب كوازارها نيز فورانهايي دارند . يك كوازار هسته يك كهكشان است كه انرژي‌اش توسط يك سياه چاله ابر جرم كه جرمي معادل ميليونها خورشيد ما را دارد تامين مي شود . مواد پاشنده در دو جهت مخالف فوران مي كنند از صفحه گاز چرخاني كه گرداگرد سياه چاله در چرخش است.
اين تيم تحقيقاتي ، نوعي كوازار را با نام بلازار مورد بررسي قرار دادند ، بلازارها كوازارهايي هستند كه جهت فورانهايشان هميشه رو به سمت ما است انگار كه در مقابل يك لوله تفنگ قرار گرفته باشيم . اين تيم دو بلازار را مورد مطالعه قرار دادند 0212+735 و PKS 0537-286 كه در فاصله ده بيليون سال نوري از ما قرار دارند.
تا پيش ازاين تلسكوپها قدرت ديدن جزئيات فورانهاي سياه چاله‌اي را كه در طول موجهاي بين طول موج امواج اشعه ايكس و طول موج امواج اشعه گاما و با انرژي معادل ده كيلو الكترون ولت ( keV ) و حتي بيشتر به فضا پرتاب مي شوند را نداشتند.
اين تيم در مسير تحقيقات خود به فوتونهايي برخورد كرده است كه پس از رسيدن به حداكثر10 keV دچار افت انرژي مي شوند اين همان فوتونهاي اشعه ايكس است كه تا 10 keV به اوج انرژي خود مي رسند و سپس افت مي كنند . اين كشف وجود زوجهاي الكترون - پوزيترون را رد مي كند.
اين تجزيه و تحليل در چندين مرحله انجام شد . اطلاعات "سويفت" بر اين اساس بود كه سرعت پاشندگي مواد سياه چاله ای تا 99.9 درصد به سرعت نور نزديك است و 200 بيليون تريليون تريليون تريليون تريليون ذره را با خود به همراه دارد . با توجه به اين مساله دانشمندان توانستند در وهله اول كل انرژي جنبشي اين مواد را محاسبه كنند و در قدم بعدي با مقايسه بين ميزان اين انرژي جنبشي با ميزان انرژي فوتونهاي نور توانستند جرم مواد پاشنده و در نهايت تركيبات آن را به دست آورند.
ميزان جرم محاسبه شده تقريبا به اندازه جرم سياره مشتري است به اين صورت كه مركز سياه چاله همانند يك مسلسل جرمي معادل مشتري را با سرعتي نزديك به سرعت نور به خارج از كهكشان پرتاب می کند و انرژی فوق العاده زیادی را در جهان تولید می کند.
اين يافته يك سر آغاز مهم براي دانستن اين نكته است كه مواد چگونه شكل گرفته‌اند و هدفي براي فعاليتهاي آتي ناسا با استفاده از تلسكوپ فضاييGLA و ماهواره ژاپني سوزاكو خواهد بود.
همانطور كه قبلا گفتيم 1- در هسته كهكشانها يك جرم نوتروني واحد وجود ندارد بلكه هسته كهكشانها تشكيل شده از چندين جرم نوتروني به تعداد زياد است 2 - هيچ پارادوكسي ( تناقضي ) در رفتار اجرام نوتروني وجود ندارد ، رفتاري كه در آنها به صورت دوگانه مشاهده ميشود كاملا قابل توجيه هستند چرا كه ما دانستيم فورانهاي ذرات باردار چگونه انجام مي گيرد و علت آن چيست ! 3 - اطلاعات حاصله از فضا پيماي "سويفت" كاملا درست است ، اجرام نوتروني ، پروتونها را پرتاب ولي الكترونها را دريافت مي كنند و علت آن قبلا توضيح داده شده است 4 - با توجه به اينكه اين تيم در مسير تحقيقات خود به فوتونهايي برخورد كرده است كه پس از رسيدن به حداكثر10 keV دچار افت انرژي مي شوند و اين همان فوتونهاي اشعه ايكس است كه تا 10 keV به اوج انرژي خود مي رسند و سپس افت مي كنند . اين كشف وجود زوجهاي الكترون - پوزيترون را رد مي كند و چنين به نظر ميرسد كه تئوري هاوكينگ مربوط به تبخير سياه چاله‌ها درست نباشد و اجرام نوتروني در بيشتر موارد با افزايش جرم روبرو هستند كه اين افزايش، تصاعدي بوده و ميتواند خيلي سريع منجر به بروز عدم تعادل در كيهان و در نهايت انهدام آن شود.

عكس فوق توسط آشكار سازي اشعه ايكس گرفته شده است ، حجم كروي شكل بيانگر ذرات پراكنده شده توسط انفجار ابر نو اختري و نقطه نوراني در مركز كره ، نشان دهند ستاره نوتروني بوجود آمده است . اين تصوير مدرك كاملي دال بر وجود اجرام نوتروني در فضا مي باشد .