فلسفه و تاریخ علم

آیا سیاهچاله ها واقعا وجود دارند؟

interstellar-black-hole
نوشته شده توسط عرفان کسرایی

سیاهچاله ها یکی از هیجان انگیز ترین موضوعات نجوم و کیهان شناسی هستند. به قدری جذاب که حتی مردمی که فیزیکدان نیستند و ممکن است اطلاعی از فیزیک و کیهان شناسی نداشته باشند نیز اخبار و نوشته های پیرامون آن را دنبال می کنند. اما به راستی سیاهچاله ها چه هستند؟ همین اواخر مدیر اجرایی رصدخانه موج گرانشی تداخل لیزری LIGO پس از کشف امواج گرانشی گفته بود: امواج گرانشی رصدشده نتیجه برخورد دو سیاهچاله و ادغام آن دو در حدود ۱.۳ میلیارد سال پیش است.
این سخن و البته خبر کشف امواج گرانشی، مستلزم این است که اساسا سیاهچاله وجود داشته باشد. بنابراین از برایند اخبار و تحلیل های کیهان شناسان و مقالات منتشر شده آنان بر می آید که جامعه علمی، وجود سیاهچاله ها را به عنوان چیزهای  واقعی در سراسر کیهان پذیرفته اند. شواهد و نشانه های فراوانی مبنی بر وجود سیاه چاله ها در دست است. مثلا چند سال پیش موسسه ماکس پلانک اعلام کرد که با مشاهده ستاره Sagittarius A در صورت فلکی “کماندار” یا “قوس” شواهدی یافته است که هرگونه تردید در مورد وجود سیاهچاله ای غول پیکر در مرکز کهکشان راه شیری را برطرف می کند. چون دانشمندان از مدتها قبل از آن نسبت به وجود سیاهچاله ای عظیم در فاصله ۲۶ هزار سال نوری از زمین مظنون بودند. چند سال پیش لاورا مرسینی Laura Mersini-Houghton مقاله ای منتشر کرد که نشان می داد اینکه یک ستاره در نقطه تکینگی سقوط کند و تبدیل به سیاهچاله شود غیر ممکن است. البته این مقاله فقط درباره تشکیل سیاهچاله هایی بود که از طریق مرگ یک ستاره ایجاد می شوند و نه درباره ابرسیاهچاله های پر جرمی که  در مرکز کهکشان ها قرار دارند. چگونگی تشکیل این اجرام عظیم و ارتباط آنها با پیدایش و تکامل کهکشان ها هنوز کاملا مشخص نیست.
دکتر “رینر شودل”Rainer Schödel از موسسه ماکس پلانک و نویسنده اصلی مقاله ای که چند سال پیش در مجله نیچر از تایید وجود سیاهچاله ای غول پیکر در مرکز کهکشان راه شیری صحبت می کرد می گوید تنها توضیح قانع کننده این است که سیاهچاله غول پیکری در مرکز کهکشان پنهان شده باشد. این نتایج بهترین شواهد برای اثبات این موضوع است که سیاهچاله ها نه تنها در عالم نظر بلکه در عالم واقع وجود دارند. پروفسور راینهارد گنتسل Reinhard Genzel از موسسه ماکس پلانک* می گوید: این گام مهمی به جلو است. ما توانستیم ثابت کنیم که تنها توضیح واقع گرایانه و ممکن در این رابطه، چیزی غیر از پذیرش وجود سیاهچاله نمی تواند باشد.

تاریخچه مفهوم سیاهچاله
از نظر تاریخی، ایده وجود سیاهچاله ها به جان میشل John Michell انگلیسی در سال ۱۷۸۳ باز می گردد. جالب اینجاست که موضوع وجود سیاهچاله ها حتی توسط لاپلاس هم مورد بحث قرار گرفته بود. اما تعبیر کنونی از سیاهچاله ها به نظریه نسبیت عام اینشتین بر می گردد. وقتی درباره سیاهچاله ها صحبت می کنیم نباید راه حل معروف شوارتسشیلد را فراموش کنیم. راه حل او تنها یک سال پس از انتشار نظریه اینشتین در سال ۱۹۱۶ بر مبنای توزیع متقارن کروی از ماده منتشر شده بود.

Karl_schwarzschild.portrait

کارل شوارتسشیلد Karl Schwarzschild

بر این اساس، هر جسمی با هر جرمی، یک شعاع بحرانی دارد که به آن شعاع شوارتسشیلد گفته می شود . اگر یک جسم چگال، تماما درون شعاع شوارتسشیلد قرار بگیرد در این صورت هیچ نوری نمی تواند از سطح آن جسم فرار کند. برای جرمی معادل زمین شعاع بحرانی تنها ۱ سانتی متر است. یعنی اگر شعاع زمین با همین جرم کنونی اش تنها یک سانتی متر بود آنگاه زمین نیز یک سیاهچاله بود! برای جرمی معادل جرم خورشید این شعاع چیزی در حدود ۳ کیلومتر است. اگر شعاع خورشید با همین جرم کنونی اش ۳ کیلومتر بود، آن وقت خورشید هم یک سیاهچاله می شد. با این وجود هنوز برای فهم ماهیت سیاهچاله ها راه درازی در پیش است و باید کماکان در انتظار پیشرفت های دانش کیهان شناسی ماند.

*Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik

درباره نویسنده

عرفان کسرایی

کسرایی، عضو انجمن فلسفه علم آلمان و پژوهشگر مطالعات علم و فناوری در دانشگاه کاسل است
زمینه های پژوهشی او عبارتند از:
-فلسفه فیزیک ، منطق ریاضی و مدلسازی در ریاضیات مهندسی
-ارتباطات علم و جامعه شناسی شبه علم در ایران
-تاریخ علم (تاریخ فیزیک مدرن در قرن بیستم)

۱ دیدگاه

دیدگاه شما چیست