حتی سیاه‌چاله‌ها، که سنگین‌ترین و بادوام‌ترین اجرام جهان هستند، تا ابد دوام نمی‌آورند. اما مرگ آنها چگونه و چه زمانی اتفاق خواهد افتاد؟ در این جهان، هیچ‌چیز تا ابد دوام نمی‌آورد. با این‌حال، سیاه‌چاله‌ها به این سادگی‌ها نمی‌میرند. مدت‌ها پس از آنکه درخشش آخرین ستاره متوقف شد و آخرین سیاره به غبار تبدیل شد، سیاه‌چاله‌ها هنوز هم به عمر خود ادامه می‌دهند؛ با این‌حال، این اجرام هم ابدی نیستند.
سیاه‌چاله‌ها در مناطقی از فضازمان وجود دارند که در آنها گرانش حاکم است. کشش گرانشی یک سیاه‌چاله به‌قدری قوی است که هیچ‌چیز، حتی نور، نمی‌تواند از آن بگریزد. این سیاه‌چاله‌ها از سیاهچالههای کوچک ستاره‌ای با جرم پنج الی ۱۰۰ برابر خورشید تا سیاهچالههای کلان‌جرم با جرمی بالغ بر یک میلیارد جرم خورشیدی، در ابعاد مختلفی وجود دارند.
امروزه، ستاره‌شناسان باور دارند که سیاهچالههای کلان‌جرم در قلب اکثر کهکشان‌ها مخفی شده‌اند. البته استثناها هم وجود دارند، به‌عنوان مثال، کهکشان M33، سومین کهکشان بزرگ از گروه محلی ما، به‌نظر می‌رسد که فاقد سیاه‌چاله‌ی کلان‌جرم مرکزی است.
سیاه‌چاله‌ها نیز روزی می‌میرند، اما این مرگ آرامی نخواهد داشت. در لحظات پایانی هر سیاه‌چاله، انفجاری آتش‌بازی جهان را روشن می‌کند.
تصویر گرفته شده از سیاه‌چاله مرکز کهکشان مسیه ۸۷ توسط تلسکوپ ایونت هورایزن، یک حلقه درخشان و یک دوره برافزایشی را نمایان می‌سازد.
فریب مرگ
سیاه‌چاله‌ها با فراگیر کردن گاز و ستاره‌های اطراف خود، به حیات خود ادامه می‌دهند. این اجرام اغلب با دوره‌های برافزایشی از مواد احاطه شده‌اند و به شکلی مشابه چرخش آب در سینک به نظر می‌رسند. هنگام نزدیک شدن مواد، سرعت آنها افزایش می‌یابد. اصطکاک بین ذرات مواد باعث ایجاد گرما و درخشش دوره‌های برافزایشی می‌شود. این دوره‌ها مانند حلقه‌های درخشان اطراف سایه سیاه‌چاله یا افق رویداد ظاهر می‌شوند.
موادی که از افق رویداد سیاه‌چاله عبور می‌کنند، برای همیشه از دست رفته‌اند؛ زیرا هیچ‌چیز نمی‌تواند از این هیولاهای حریص فرار کند. به اصطلاح، افق رویداد به عنوان نقطه‌ی بی‌بازگشت نیز شناخته می‌شود. با این‌حال، استیون هاوکینگ در سال ۱۹۷۴ از دیدگاه کوانتومی نشان داد که فرار از سیاه‌چاله امکان‌پذیر است.
بسیاری از سیاه‌چاله‌ها به دلیل انفجار ستاره‌های کلان‌جرم تشکیل می‌شوند. ادغام چند سیاه‌چاله‌ای نیز یکی از راه‌های شکل‌گیری این اجرام است. هرچند دانشمندان هنوز در مورد چگونگی شکل‌گیری سیاهچالههای کلان‌جرم اطمینان ندارند، اما معتقدند که تولد آنها در یک بازه‌ی زمانی نسبتاً کوتاه اتفاق می‌افتد، اما فرآیند مرگ آنها بسیار کند است و نیاز به مدتی نزدیک به ۱۰ به توان ۱۰۹ سال دارد تا به اتمام برسد.
ساختار داخلی سیاه‌چاله
سیاه‌چاله‌ها چگونه می‌میرند؟
سیاه‌چاله‌ها در نهایت به‌سادگی خواهند تابخیر شد. در صورتی که این اجرام موادی برای تغذیه نداشته باشند، به آرامی جرم و انرژی خود را به شکل تابش هاوکینگ از دست خواهند داد. همان‌طور که ذکر کردیم، هنگامی که چیزی از افق رویداد سیاه‌چاله عبور می‌کند، دیگر نمی‌تواند از آن فرار کند. داخل افق رویداد، سرعت گریز بیشتر از سرعت نور است و از آنجا که هیچ‌چیز نمی‌تواند از نور سریع‌تر حرکت کند، امکان فرار وجود ندارد.
بااین‌حال، پرسشی مطرح می‌شود که چگونه تابش هاوکینگ از سیاه‌چاله خارج می‌شود. این تابش خارج از افق رویداد شکل می‌گیرد. نظریه مکانیک کوانتوم به ما نشان داده است که فضای خالی واقعی خالی نیست؛ بلکه دارای نوعی انرژی است که می‌تواند جفت‌هایی از ذرات و پادذرات را ایجاد کند. وقتی این ذرات با یکدیگر تعامل دارند، به وضعیت انرژی خالص باز می‌گردند.
مدت زمانی که یک سیاه‌چاله عمر می‌کند، به شدت به جرم آن بستگی دارد. هرچه سیاه‌چاله بزرگ‌تر باشد، زمانی که تابخیر آن طول می‌کشد بیشتر خواهد بود. به عبارت دیگر، سیاه‌چاله‌ها می‌توانند با رشد کردن، مرگ را به تعویق بیاندازند. بنابراین، تا زمانی که مواد برای جذب و بلعیدن وجود داشته باشد، سیاه‌چاله می‌تواند مرگش را به تأخیر اندازد. اما در نهایت، با خزاندن جهان، مواد اطراف سیاه‌چاله به پایان می‌رسد و در این زمان، ساعت قیامت به تیک‌تاک خواهد زد.
با تبخیر سیاه‌چاله، نسبت ذراتی که از آن فرار می‌کنند، افزایش می‌یابد تا جایی که انرژی باقی‌مانده به‌صورت یکپارچه خارج می‌شود. در آخرین لحظات از عمر یک سیاه‌چاله، احتمالاً شاهد یک انفجار عظیم و با قدرت به نور و انرژی خواهیم بود که در بخش بسیار کوچکی از فضا شبیه به انفجار یک میلیون بمب هسته‌ای است.
بر اساس معیارهای زمینی، این مقدار برابر با تعداد زره‌دارهای هسته‌ای در کل کشورهای جهان است، اما در مقیاس نجومی چندان زیاد نیست. ابرنواختر قدرتمند‌ترین تاکنون شناخته‌شده به نام ASSASN-15lh تقریباً ۲۲ تریلیون برابر انفجاری‌تر از یک سیاه‌چاله در لحظات پایانی عمر داشت.
تفاوتی نمی‌کند که یک سیاه‌چاله چقدر بزرگ یا کوچک باشد، آتش‌بازی‌های پایانی همگی به یکدیگر شبیه است. تنها اختلاف در مدت زمانی است که سیاه‌چاله برای تبخیر نیاز دارد. هرچه سیاه‌چاله کوچک‌تر باشد، سریع‌تر ناپدید می‌شود. به همانندی که در داستان‌های خیالی فنتزی، تنها بزرگ‌ترین سیاه‌چاله‌ها تا دور آینده زمانی باقی‌مانده و در نهایت تنها یک سیاه‌چاله خواهد بود.
نظرات کاربران