زندگی در نزدیکی سیاهچاله غولآسا چگونه است؟

دانشمندان از دهه ی ۱۹۹۰، به وجود سیاره ها در اطراف تپ اخترها پی بردند. تپ اخترها اجرام به شدت متراکمی هستند که درنتیجه ی انفجار ستاره ها به وجود می آیند؛ بنابراین، احتمال وجود سیاره در اطرافسیاه چاله منطقی به نظر می رسد. برخلاف تصور، تأثیر سیاه چاله بر محیط کمتر از تپ اخترها است. باتوجه به آزمایش هایی مثل قراردادن موجودات زنده ی زمین در موضعیت های سخت، مثل دمای جوش یا انجماد و نیز محیط های اسیدی و به شدت نمکی و حتی رادیواکتیو، احتمال شکل گیری حیات روی بعضی از این سیاره ها وجود دارد.

احتمال کشف سیاره های مسکونی در نزدیکی سیاه چاله های عظیم مرکز کهکشان بیشتر است. سیاه چاله ی عظیمی به نامساگیتاریوسA*با جرمی چهار میلیون برابر خورشید، در مرکز راه شیری قرار گرفته است. داخلی ترین مدار پایدار این سیاه چاله (ISCO) تقریبا هم اندازه با مدار عطارد به دور خورشید است؛ اما چه عاملی باعث شکل گیری حیات روی چنین سیاره ای می شود؟

قبل از پرداختن به خطرهای زندگی در نزدیکی سیاه چاله، به مزایای آن باید توجه کرد. برخی از مزایای زندگی در اطراف سیاه چاله عبارت اند از:

• با استفاده از سیاه چاله به عنوان منبع انرژی پاک ازطریق ارسال زباله ها به دیسک برافزایشی (ساختار مدوّر تشکیل شده از گاز، پلاسما، غبار یا ذرات حول جرمی ستاره ای) حول سیاه چالهتا ۴۲ درصد جرم باقی مانده ی این زباله ها را می توان به تشعشعات تبدیل کرد.
• با هماهنگ کردن بعضی دستگاه های مهندسی با چرخش سیاه چاله، می توان انرژی تولید کرد.
• موج سواری با نور روی جت های نسبیتی در سرعتی نزدیک به سرعت نور
• افزایش طول عمر با مراجعه به سالن های زیبایی نزدیک به افق رویداد سیاه چاله. در افق رویداد سیاه چاله، به دلیل پدیده ی انتقال به سرخ گرانشی (در نظریه ی نسبیت عام، به پدیده ی انتقال طول موج فوتون به طول موج طولانی تر گفته می شود)، زمان به کندی می گذرد.

• تماشای کل کیهان که در تصاویر لنز گرانشی اطراف سیاه چاله منعکس شده است.
• ساخت شهربازی در بخشی موسوم به کره ی فوتونی. در این بخش، می توان از آثارنسبیتبرای تفریح استفاده کرد. برای مثال، به دلیل خم شدن نور در سیاه چاله، درحالی که به روبه رو نگاه می کنید، می توانید پشت سر خود را ببینید.
• استفاده از فرصت های جدید برای سفر های فضایی. برای مثال، وقتیراه شیریو کهکشان خواهر آن پس از میلیاردها سال ادغام شوند، دو سیاه چاله ی مرکز آن ها به صورتسیاه چاله ای دودویی به یکدیگر وصل می شوند. این سیاه چاله ی دودویی مثل تیرکمان جاذبه ای عمل می کند و ستاره ها و سیاره های دیگر را با سرعت نور به داخل خود می کشد. با این پدیده، سازمان های مسافرت فضایی می توانند برای سفر در کل کیهان برنامه ریزی کنند.
• انتقال مجرمان و جنایت کاران محکوم به مرگ به داخل سیاه چاله به عنوان آخرین زندان در مرکز تکینگی. جرم سیاه چاله زمان زنده ماندن زندانیان را تعیین می کند. هرچه محکومیت مجرمان کمتر باشد، جرم سیاه چاله بیشتر خواهد بود و می توانند باقی عمر خود را در دیوارهای افق رویداد سیاه چاله بگذرانند.
• استفاده از امواج گرانشی اجرام کوچکی که به دور سیاه چاله می چرخند، برای برقراری ارتباط. هیچ ماده ای نمی تواند این سیگنال ها را مسدود کند.
• بررسی جنبه های بنیادی جاذبه ی کوانتومی ازطریق سفرهای سازمان یافته به منظور آزمایش های فیزیک.

جزرومدهای گرانشی می توانند برای فضانوردان خطرناک باشند. براساس آزمایش فرضی مشهوراینشتین، در آسانسور یا فضاپیمایی در حال سقوط هیچ جاذبه ای وجود ندارد؛ اما هرگونه اختلاف در شتاب گرانشی بین سر و انگشتان می تواند بدن را به دو نیم تقسیم کند. اگر این جزرومدها نزدیک به سیاه چاله ی ستاره ای رخ دهند، می توانند به مرگ انسان منجر شوند؛ ولی در سیاه چاله ای عظیم مثل ساگیتاریوسA*، خطری انسان را تهدید نمی کند.

به همین ترتیب، تراکم ماده برای توسعه ی خطی سیاه چاله درمقایسه با منحنی فضا، زمان لازم است. سیاه چاله های کم جرم براثر فروپاشی هسته ی ستاره ای حجیم با چگالی بسیار بیشتری از هسته ی اتمی تشکیل می شوند؛ اما برای ساخت سیاه چاله ای غول آسا که نمونه ی کمیاب تری محسوب می شود، کافی است مدار سیاره ی مشتری با آب مایع پر شود. شاید این پروژه ی مهندسی ساده به نظر برسد؛ اما کاربردی نیست؛ زیرا آب موردنیاز آن تقریبا برابر با ۱۰۰ میلیون جرم خورشیدی است و گرمای ناشی از ریختن آب می تواند هرگونه تأسیسات مرتبط را نابود کند.

درواقع، این گرمای سیاه چاله است که زندگی شهروندان را تهدید می کند. بخش درخورتوجهی از سیاره های جهان به دلیل قرارگرفتن در موقعیتی نزدیک به هسته ی کهکشان فعال درمعرض خطرهایی مثل جوشش آب اقیانوس ها یا ازبین رفتن جوّ قرار دارند. برای اولین بار در تاریخ، انسان می تواند از فناوری برای تصویربرداری از سیاه چاله های عظیم مرکز کهکشان راه شیری و کهکشان بیضی شکل و غول آسایM87استفاده کند. اولین تصاویر ازاین دست در سال جاری منتشر خواهند شد.

براساس کنفرانس نوآوری سیاه چاله ای در سال ۲۰۱۸، پیشرفت های آینده در پیشرانه ی فضایی امکان سفر به سیاه چاله ی مجاور را فراهم می کنند. این پروژه فرصت بسیاری مغتنمی برای پی بردن به ماهیت سیاه چاله ها است و می تواند نظریه های جاذبه ی کوانتومی را متحول کند.