به‌تازگی فرمول ریاضی نحوه انعکاس جهان در نزدیکی سیاه‌چاله‌ها به دست آمده و در نشریه «ساینتیفیک ریپورتز» منتشر شده است.

سیاه‌چاله‌ها؛ آینه تمام‌نمای جهان می‌شوند/ شعبده‌بازی نجومی با نور

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا، یکی از نقاط جالب توجه علم نجوم، پدیده سیاه‌چاله‌ها است. فضا در مجاورت سیاه‌چاله‌ چنان پیچیده است که حتی ممکن است پرتوهای نوری نیز چندین بار در اطراف آن انحنا پیدا کنند. این پدیده ممکن است ما را قادر به دیدن چندین نسخه از یک چیز ثابت کند. در حالی که این موضوع دهه‌هاست که کشف شده اما اکنون سرانجام به یک عبارت دقیق ریاضی در مورد آن رسیده‌ایم.

اگر از خوانندگان صفحه علم و فناوری آنا باشید احتمالاً در مورد سیاه‌چاله‌ها و پیچیدگی‌هایی که در مورد آن وجود دارد مطالب زیادی خوانده‌اید. سیاه‌چاله‌ها توده‌های شگفت‌انگیز گرانشی هستند که حتی نور هم نمی‌تواند از دست آنها فرار کند. در درون این حفره‌های اسرارآمیز نه تنها فضا تغییر می‌کند بلکه زمان هم رفتاری عجیب از خود نشان می‌دهد و خمیدگی در این نقاط به اندازه‌ای است که هیچ چیز در آن به طور معمول عمل نمی‌کند.


بیشتر بخوانید:

دانشمندان اسرار جدیدی از سیاه‌چاله‌ها را کشف کردند


در مجاورت سیاه‌چاله فضا چنان انحنا دارد که پرتوها و تابش‌ها منحرف می‌شوند و نورهای نزدیک به آن، آن قدر کج می‌شوند که گاهی چندین بار به دور سیاه‌چاله حرکت می‌کنند. ازاین‌رو وقتی یک کهکشان پس‌زمینه از راه دور(یا برخی از اجرام آسمانی دیگر) را مشاهده می‌کنیم، ممکن است چندین بار تصویر یکسانی از همان کهکشان را البته پیچ‌وتاب‌خورده مشاهده ‌کنیم.

نسخه‌های مختلف از کهکشان‌ها

یک کهکشان در دوردست‌ها از همه جهات می‌درخشد. در این میان وقتی مقداری از نور آن به سیاه‌چاله تا حدی نزدیک ‌شود، به‌آرامی منحرف می‌شود. اما کار اینجا به اتمام نمی‌رسد. همیشه مقدار دیگری از نور نیز وجود دارد که بیشتر به سیاه‌چاله نزدیک می‌شود. سرنوشت این نورها متفاوت است. این اشعه‌ها به دلیل گرانش سیاه‌چاله چنان انحنا پیدا می‌کنند که قبل از اینکه به سمت ما بیایند به دور حفره سیاه‌چاله می‌گردند. بنابراین هرچه به لبه سیاه‌چاله بیشتر نگاه کنیم، نسخه‌های بیشتری را از همان کهکشان مشاهده می‌کنیم.

سیاه‌چاله‌ها؛ آینه تمام‌نمای جهان می‌شوند/ شعبده‌بازی نجومی با نور
گرانش سیاه‌چاله‌ها موجب می‌شود نور چند بار به دور آن بچرخد

اما چقدر باید به یک سیاه‌چاله نزدیک شوید تا تصویر بعدی را ببینید؟ چندین دهه است که این رقم محاسبه شده است. براساس محاسبات برای تماشای تصویر بعدی باید حدود ۵۰۰ بار به سیاه‌چاله نزدیک‌تر شوید(اگر خیلی اهل ریاضیات هستید پاسخ معادل تابع نمایی دو پی یا e۲π است).

محاسبه این امر به قدری پیچیده است که تا همین اواخر نمی‌توانستیم دلیل ریاضی و فیزیکی در مورد چرایی وقوع این فاکتور را به دست آوریم. اما آلبرت اسنیپن(Albert Sneppen) پژوهشگر کازمیک داون سنتر دانمارک موفق به اثبات دلیل این امر شده است.


بیشتر بخوانید:

پیشگویی اینیشتین پس از یک قرن «مشاهده» شد؛ رصد امواج گرانشی سیاهچاله‌ها + ویدئو


آلبرت اسنپن تصریح می‌کند: «چیزی که به طرز خارق‌العاده‌ای باعث می‌شود تصاویر به شکلی زیبا تکرار شوند اکنون درک شده است. علاوه بر این، یافته‌های جدید فرصت‌های جدیدی را برای بررسی درک‌مان از جاذبه و سیاه‌چاله‌ها فراهم می‌کند.»

وقتی سیاه‌چاله‌ای سریع می‌چرخد دیگر نیازی نیست که با ضریب ۵۰۰ به سیاه‌چاله نزدیک شوید.

اثبات این مسئله از منظر ریاضی هم به خودی خود جالب توجه و راضی‌کننده است و هم ما را به درک این پدیده شگفت‌آور نزدیک می‌کند. فاکتور ۵۰۰ مستقیماً به نحوه کار سیاه‌چاله‌ها و گرانش مرتبط است، بنابراین تکرار تصاویر را باید به‌عنوان راهی برشمرد که برای بررسی و آزمایش گرانش به کار می‌رود.

سیاه‌چاله‌های در حال چرخش

روش اسنپن به‌عنوان طرح کاملاً جدید، نه تنها در سیاه‌چاله‌های معمول بلکه در سیاه‌چاله‌هایی که چرخش دارند نیز قابل تعمیم است. کاری که در واقع همه آنها انجام می‌دهند.

«معلوم شد که وقتی سیاه‌چاله‌ای سریع می‌چرخد دیگر نیازی نیست که با ضریب ۵۰۰ به سیاه‌چاله نزدیک شوید و این رقم به میزان قابل توجهی کمتر خواهد شد.»


بیشتر بخوانید:

ورود به سیاه چاله تنها راه کسب اطلاعات از این پدیده کیهانی


اینکه باید برای تماشای تصویر جدید ۵۰۰ برابر به سیاه‌چاله نزدیک‌تر شویم به این معنی است که تصاویر به‌سرعت در یک تمثیل حلقوی «فشرده» می‌شوند. ازاین‌رو در عمل مشاهده بسیاری از تصاویر دشوار خواهد بود. اما هنگامی که سیاه‌چاله‌ها می‌چرخند، فضای بیشتری برای تصاویر اضافی وجود دارد بنابراین می‌توان امیدوار بود که در آینده‌ای نه چندان دور این نظریه تازه را از نظر شهودی نیز تأیید کنیم. به این ترتیب ما می‌توانیم نه تنها در مورد سیاه‌چاله‌ها بلکه در مورد کهکشان‌های پشت سر آنها نیز اطلاعاتی را کسب کنیم.

هر چند نور بیشتر به دور سیاه‌چاله بچرخد، تصاویری که به ما می‌رسد هم بیشتر به تأخیر می‌افتد. در عین حال تولید تصاویر فراوان می‌تواند فریبنده باشد اگر مثلاً ستاره‌ای به عنوان ابرنواختر در کهکشان پس‌زمینه منفجر شود، فرد می‌تواند بارها و بارها این انفجار را ببیند.

انتهای پیام/۴۱۶۰/پ

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
5 + 6 =

پربازدیدهای سرویس

آخرین اخبار

وب گردی