2- سیاهچاله چه اندازه ای دارد؟
ما از کلمه ی اندازه دو معنی می توانیم داشته باشیم: در اولین جنبه می گوییم این جسم چه اندازه جرم دارد و در جنبه دیگر می گوییم چه اندازه حجم دارد. ابتدا درباره جرم سیاهچاله بحث می كنیم.
برای میزان جرم یك سیاهچاله محدودیتی وجود ندارد. هر مقدار جرمی درصورتی كه به اندازه كافی چگال باشد می تواند سیاهچاله تشكیل دهد. حدس می زنیم كه سیاهچاله های موجود، از مرگ ستارگانِ پرجرم تشكیل یافته اند، بنا بر این باید به همان اندازه جرم داشته باشند. به عنوان نمونه جرم یك سیاهچاله در حدود 10 برابر جرم خورشید است، یعنی جرمی معادل 1031 كیلوگرم. هر چه جرم سیاهچاله بیشتر باشد فضای بیشتر اشغال خواهد كرد. در حقیقت شعاع شوارتز شیلد (شعاع افق) با جرم نسبت مستقیم دارد. اگر سیاهچاله ای 10 برابر یك سیاهچاله دیگر جرم داشته باشد، شعاعش نیز 10 برابر دیگری خواهد بود. شعاع افق سیاهچاله ای هم جرم خورشید 3 كیلومتر است. بنا بر این، اگر سیاهچاله ای 10 برابر خورشید جرم داشته باشد شعاع افقش 30 كیلومتر خواهد بود و سیاهچاله ای كه در مركز یك كهكشان با جرم یك میلیون برابر خورشید، 3 میلیون كیلومتر شعاع خواهد داشت. ممكن است این مقدار شعاع افق رویداد زیاد به نظر برسد ولی با استانداردهای نجومی خیلی هم عجیب نیست. به عنوان مثال شعاع خورشید 700000 كیلومتر است و یك سیاهچاله بسیار بسیار سنگین شعاعی فقط در حدود 4 برابر خورشید دارد.
خواص سیاهچاله
خواص سیاهچاله ها بسیار عجیب است. زمان و مکان خصوصیات خود را در درون ستاره کاملاً فرو پاشیده رد و بدل می کنند!! قوانین طبیعی شکسته می شوند! هر شیء در شرایط عادی اندازه خود را نگه می دارد ولی نمی تواند از عمر فیزیکی بگریزد. سیاهچاله ها مداماً کوچکتر می شوند. مشاهده گران نمی توانند واقعاً آن را ببیند، زیرا نور مانند شکلهای دیگر انرژی، تحت تاثیر مکش حفره سیاه است. اما چرا پدیده های درون سیاهچاله ها قابل مشاهده نیست؟ علت آن است که وقتی ستاره به سیاهچاله تبدیل می شود، نسبت به ناظران خارج، بی درنگ گذشت زمان در آن متوقف می شود! به عقیده دکتر ویلر و دکتر روفینی: علائم و اطلاعات مربوط به مرحله های بعدی فرو پاشی هرگز نمی گریزند، بلکه در فرو پاشی هندسه ی «زمانی و مکانی» درگیر می شوند.
سیاهچاله‌ها چگونه بوجود می‌آیند؟
سیاهچاله ها و ستارگان نوترونی، ستارگانی هستند که بینهایت فشرده شده اند. در واقع اتمها و الکترونها و پروتونها و نوترونها در داخل هم فرو ریخته اند، در نتیجه کاملا فشرده شده اند.
ستارگان بینهایت میل دارند که فشرده شوند، ولی نیرو و انرژی هسته ای در مرکز آنها از فشرده شدن آنها جلوگیری می کند. و زمانی که انرژی هسته در مرکز یک ستاره متوقف شود، دیگر چیزی نیست که جلوی فشرده شدن ستاره بر اثر گرانش را بگیرد، و ستاره تا جایی که بتواند فشرده می شود. هر چقدر جرم ستاره بیشتر باشد، بیشتر فشرده می شود. تا زمانی که الکترون ها و پروتونها در درون همدیگر فرومی ریزند و به نوترون تبدیل می شوند. در نتیجه یک ستاره ی نوترونی تشکیل می شود. ولی اگر جرم ستاره آنقدر زیاد باشد که نوترونها هم نتوانند جلوی فشرده شدنش را بگیرند، درنتیجه نوترونها هم، در هم خرد می شوند، و ستاره بینهایت فشرده می شود. معلوم نیست که این فشرگی تا کجا ادامه می یابد، ما دیگر چیزی را نمی شناسیم که بتواند جلوی آن را بگیرد!
هر چه ستاره‌های نوترونی پر جرم تر باشند کشش جاذبه‌ای سطحی آنها نیز بیشتر خواهد بود. در سال 1939 اوپنهایمر فکر کرد که نوترونها نمی‌توانند در برابر همه چیز مقاومت کنند. به نظر او اگر یک ستاره ی در حال فشرده شدن، بزرگتر از 2.3 برابر اندازه خورشید بود، آنگاه نه تنها الکترونها بلکه نوترونهای آن نیز در هم می‌شکست. همچنین باید بدانیم که وقتی نوترونها در هم شکستند، دیگر هیچ چیز مطلقاً وجود ندارد که از فشرده شدن ستاره جلوگیری کند. اگر شما خود را روی سطح یک توده در حال فشردن تصور کنید، آنگاه شما با فشردن آن جسم، به مرکز آن نزدیکتر و نزدیکتر خواهید شد. و بنابراین نیروی جاذبه بیشتر وبیشتری را حس خواهید کرد. تا هنگامی که ستاره به مرحله کوتوله سفید برسد، شما بیش از 1.016 تن وزن پیدا خواهید کرد! وقتی که ستاره به فشردن ادامه داد و از مرحله ستاره نوترونی هم گذشت و بطور کامل «تکینه» شد، وزن شما از 15000 میلیون تن بیشتر و بیشتر خواهد شد. اگر سیاهچاله به اندازه کافی به ما نزدیک بود، می‌توانستیم نیروی جاذبه را حس کنیم!!
تهیه: محمد درخشانی
ویرایش و تصحیح علمی: بخش نجوم تبیان
