به گزارش حیات به نقل از دانشجو، پژوهشی تازه نشان می‌دهد سیاه‌چاله‌ها در شرایطی خاص ممکن است به دو سیاه‌چاله مجزا تقسیم شوند؛ فرایندی که به چرخش بسیار سریع سیاه‌چاله اولیه وابسته است و هنوز وقوع آن در جهان واقعی به‌طور قطعی تأیید نشده است. دانشمندان سال‌هاست می‌دانند که برخورد دو سیاه‌چاله می‌تواند به تشکیل سیاه‌چاله‌ای بزرگ‌تر منجر شود؛ رویدادی پرانرژی که با انتشار امواج گرانشی، فضا زمان را به ارتعاش درمی‌آورد. اکنون نتایج یک پژوهش جدید احتمال فرایندی معکوس را مطرح کرده‌اند. تقسیم یک سیاه‌چاله به دو سیاه‌چاله مستقل؛ این فرضیه با محدودیت‌های اساسی فیزیک روبه‌رو است. یکی از مهم‌ترین موانع، قوانین ترمودینامیک و ویژگی‌ای به نام آنتروپی است که در توصیف وضعیت فیزیکی سیاه‌چاله‌ها نیز نقش دارد. پژوهشگران بررسی کرده‌اند که آیا در شرایطی ویژه می‌توان امکان تقسیم سیاه‌چاله را با این قوانین سازگار کرد یا نه!

چرا تقسیم سیاه‌چاله دشوار است؟
سیاه‌چاله‌ها اجرامی هستند که گرانش آنها به‌اندازه‌ای قدرتمند است که حتی نور نیز نمی‌تواند از مرز مشخصی به نام «افق رویداد» از آنها فرار کند. بر اساس درک متعارف فیزیک، تقسیم یک سیاه‌چاله به دو نمونه مستقل با محدودیت‌های مهمی روبه‌رو است؛ زیرا چنین فرایندی می‌تواند با کاهش آنتروپی کل سامانه همراه شود. آنتروپی به‌طور ساده معیاری برای توصیف وضعیت یک سامانه فیزیکی است. طبق قانون دوم ترمودینامیک، آنتروپی کل یک سامانه منزوی کاهش نمی‌یابد. همین اصل یکی از دلایل دشوار بودن توضیح فرایند تقسیم سیاه‌چاله‌هاست.

بااین‌حال، پژوهشگران دریافته‌اند که چرخش سیاه‌چاله می‌تواند در بررسی این مسئله نقش مهمی داشته باشد. طبق محاسبات آنها، اگر سیاه‌چاله اولیه با سرعتی نزدیک به حداکثر سرعت چرخش مجاز خود بچرخد، ممکن است شرایطی فراهم شود که تقسیم آن از نظر نظری امکان‌پذیر باشد. البته این نتیجه به معنای مشاهده چنین رویدادی در جهان واقعی نیست و برای تعیین احتمال وقوع آن به بررسی‌های بیشتری نیاز است.

افق رویداد چگونه به دو بخش تبدیل می‌شود؟
یکی از بخش‌های جالب این پژوهش، توصیف شکل هندسی فرایند تقسیم است. محققان ساختار افق رویداد را در این سناریو به شکلی شبیه شلوار تشبیه کرده‌اند؛ به‌گونه‌ای که یک بخش در ابتدا وجود دارد و سپس دو شاخه مجزا شکل می‌گیرند. این الگوی هندسی با عنوان «توپولوژی شلوار» شناخته می‌شود. در این تصویر نظری، افق رویداد سیاه‌چاله اولیه به دو بخش تبدیل می‌شود که هرکدام به سیاه‌چاله‌ای جداگانه تعلق دارند.

پژوهشگران همچنین محاسبه کرده‌اند که این فرایند ممکن است در شرایطی محتمل‌تر باشد که یکی از سیاه‌چاله‌های حاصل، بسیار کوچک‌تر از دیگری باشد. بااین‌حال، هنوز نمی‌توان احتمال مشخصی برای چنین رویدادی اعلام کرد؛ زیرا نتیجه به چگونگی رفتار گرانش در چارچوب‌هایی فراتر از نظریه اینشتین وابسته است.

سیاه‌چاله‌های اولیه؛ نامزدهای احتمالی این فرایند
فرانچسکو سانینو، از پژوهشگران این مطالعه در دانشگاه فدریکو دوم ناپل ایتالیا، گفته است که سیاه‌چاله‌های اولیه کوچک ممکن است بیش از سیاه‌چاله‌های اخترفیزیکی بزرگ مستعد تقسیم باشند. سیاه‌چاله‌های اولیه، اجرامی فرضی هستند که ممکن است در مراحل آغازین جهان و بر اثر نوسان‌های چگالی ماده شکل گرفته باشند. وجود این اجرام هنوز به‌طور قطعی اثبات نشده است؛ اما بررسی آنها می‌تواند به شناخت بهتر شرایط اولیه کیهان کمک کند.

آیا می‌توان تقسیم سیاه‌چاله‌ها را شناسایی کرد؟
یکی از مسیرهای احتمالی برای بررسی این فرضیه، جست‌وجوی پرتوهای گاما است؛ تابش‌هایی با انرژی بسیار بالا که می‌توانند از برخی رویدادهای پرانرژی کیهانی ناشی شوند. پژوهشگران احتمال داده‌اند تلسکوپ‌های پرتو گاما، از جمله تلسکوپ فضایی فرمی-ال‌ای‌تی (Fermi-LAT)، بتوانند نشانه‌هایی غیرمستقیم از قطعات کوچک سیاه‌چاله را که احتمال دارد هنگام ادغام شکل بگیرند، بررسی کنند.

انتهای پیام/