وقتی سیاهچالهها با هم ادغام می‌شوند، یکی از زیباترین و در عین حال خشونت‌بارترین رویدادهای کیهانی رخ می‌دهد.
يکشنبه ۶ آبان ۱۴۰۳ ساعت ۰۴:۰۰
در هنگام ادغام سیاهچالهها چه اتفاقی می‌افتد؟
به گزارش ایتنا و به نقل از اسپیس، برای اینکه این دو سیاهچاله به هم نزدیک و نهایتاً ادغام شوند، باید مقدار زیادی از انرژی مداری خود را از دست بدهند.
ابتدا سیاهچالهها از طریق تعامل با محیط اطرافشان، مقداری از این انرژی را از دست می‌دهند. در فضای میان‌ستاره‌ای، حتی در مناطقی که بسیار خالی به نظر می‌رسند، همواره ذرات ریز گاز و غبار وجود دارد.
گاهی اوقات، اجرام بزرگتری مثل سیارات یا ستاره‌ها نیز ممکن است در نزدیکی سیاهچالهها قرار گیرند. این اجرام از طریق نیروی گرانش با سیاهچالهها تعامل دارند و برخی اوقات در داخل آن‌ها سقوط می‌کنند و ناپدید می‌شوند.
گفتنی است هنگامی که سیاهچالهها به فاصله نزدیک‌تری می‌رسند، فرآیند دیگری آغاز می‌شود: تولید امواج گرانشی. وقتی این دو سیاهچاله به دور یکدیگر می‌چرخند، فضا-زمان را تحریک کرده و امواج گرانشی تولید می‌کنند.
در این نقطه است که دانشمندان با یک معمای علمی مواجه می‌شوند که به آن «مسئله پارسک نهایی» می‌گویند. شبیه‌سازی‌ها نشان داده‌اند که تعاملات گرانشی محیط می‌تواند سیاهچالهها را تا فاصله‌ای حدود یک پارسک (تقریباً ۳٫۲۶ سال نوری) به هم نزدیک کند.
اما در این فاصله، دیگر جرمی برای کاهش بیشتر انرژی مداری وجود ندارد و امواج گرانشی نیز به قدری ضعیف هستند که به میلیون‌ها برابر عمر جهان نیاز است تا ادغام رخ دهد.
در این مرحله، تنها چند ثانیه تا ادغام نهایی باقی مانده است.
در این فاصله نزدیک، سیاهچالهها شروع به تغییر شکل می‌کنند. اگرچه سیاهچالهها سطح فیزیکی ندارند، اما افق رویداد آن‌ها که مرز ناحیه‌ای است که دیگر امکان فرار از گرانش سیاهچاله وجود ندارد، به دلیل کشش گرانشی تغییر شکل می‌دهد. افق‌های رویداد به‌گونه‌ای کشیده می‌شوند که به سمت یکدیگر متمایل شوند.
شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نشان می‌دهند که در میلی‌ثانیه‌های قبل از ادغام، هر سیاهچاله یک رشته نازک از افق رویداد خود را به سمت سیاهچاله دیگر می‌فرستد. این رشته‌ها به یکدیگر متصل می‌شوند و یک پل بین دو سیاهچاله ایجاد می‌کنند که شبیه به یک بند ناف است.
خیلی سریع این پل پهن‌تر می‌شود و افق‌های رویداد به هم متصل می‌شوند، درست مانند برخورد دو حباب صابون که در نهایت به یکدیگر ملحق می‌شوند. در کسری از ثانیه، دو سیاهچاله ادغام شده و به یک سیاهچاله واحد تبدیل می‌شوند.
داخل این سیاهچاله جدید همچنان یک معما است. در مرکز هر سیاهچاله، یک نقطه به نام «تکینگی» وجود دارد که در آن چگالی بی‌نهایت می‌شود و قوانین فیزیک فعلی دیگر قادر به توضیح آن نیستند.
شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که تکینگی‌های دو سیاهچاله ابتدا به‌طور کوتاه مدتی دور یکدیگر می‌چرخند و سپس ادغام می‌شوند، اما جزئیات دقیق این فرآیند همچنان نامشخص است.
نکته عجیب دیگری که پس از ادغام رخ می‌دهد این است که جرم سیاهچاله جدید از مجموع جرم دو سیاهچاله اصلی کمتر است. به‌عنوان مثال، در سال ۲۰۱۶، دانشمندان پروژه LIGO اولین رویداد امواج گرانشی را از ادغام دو سیاهچاله مشاهده کردند.
در این رویداد، یک سیاهچاله با جرم ۳۶ برابر خورشید با یک سیاهچاله ۳۰ برابر خورشید ادغام شد و یک سیاهچاله جدید با جرم ۶۳ برابر خورشید ایجاد کرد. اما سه جرم خورشیدی چه شد؟
این جرم اضافی به انرژی امواج گرانشی تبدیل شد. در واقع، در هر ادغام سیاهچالهای، حدود ۵ درصد از جرم آن‌ها به امواج گرانشی تبدیل می‌شود. برای درک بهتر، تصور کنید که سه خورشید کامل به انرژی خالص تبدیل شوند.
این رویدادها انرژی بیشتری از تمام ستارگان جهان منتشر می‌کنند و همه این‌ها در سکوت و تاریکی مطلق اتفاق می‌افتد.
کد مطلب: 81481
