آشکارسازی امواج گرانشی، «پیشگویی» اینشتین و هاوکینگ در مورد سیاه‌چاله‌ها را تأیید می‌کند

دانشمندان به تازگی دقیق‌ترین سیگنال موج گرانشی از برخورد یک سیاه‌چاله را ثبت کرده‌اند و بدین ترتیب برای اولین بار صحت دو پیش‌بینی مهم اینشتین و هاوکینگ در مورد سیاه‌چاله‌ها را تأیید کردند.

وقتی دو سیاه‌چاله با هم ادغام می‌شوند، موج‌هایی در فضا ایجاد می‌کنند که امواج گرانشی نامیده می‌شوند. آشکارسازهای روی زمین می‌توانند این سیگنال‌ها را «گیرند» و به دانشمندان کمک کنند تا جهان را بهتر درک کنند - عکس: مگی چیانگ/بنیاد سیمونز

سیاه‌چاله‌ها، «هیولاهای کیهانی» با کشش گرانشی چنان قوی که حتی نور هم نمی‌تواند از آنها فرار کند، مدت‌هاست که موضوع جذابی برای دانشمندان بوده‌اند.

با وجود اینکه سیاه‌چاله‌ها بیش از یک قرن پیش در آثار نظری آلبرت انیشتین ظاهر شدند و در قرن بیستم به طور گسترده توسط استیون هاوکینگ مورد مطالعه قرار گرفتند، به دلیل ماهیت «نامرئی» خود، همچنان غیرقابل دسترس‌ترین موضوع در جهان هستی هستند.

امواج گرانشی: کلید گشودن دریچه‌ای به سوی پژوهش‌های سیاه‌چاله‌ها

در سال ۲۰۱۵، رصدخانه موج گرانشی LIGO (ایالات متحده آمریکا) برای اولین بار امواج گرانشی، موج‌هایی در فضا و زمان ناشی از برخورد دو سیاه‌چاله در دوردست‌های کیهان را ثبت کرد. این کشف به "گشودن دریچه‌ای جدید" برای مشاهده کیهان تشبیه شد و همچنین فرصتی را برای تأیید مستقیم نظریه‌های مربوط به سیاه‌چاله‌ها فراهم کرد.

با این حال، داده‌های اولیه به اندازه کافی دقیق نیستند تا دو پیش‌بینی مهم را تأیید کنند.

یکی از آنها نظریه کر انیشتین است. طبق نسبیت عام، سیاهچاله‌ها را می‌توان تنها با دو ویژگی اساسی توصیف کرد: جرم و اسپین. تمام ویژگی‌های دیگر هنگام سقوط به درون سیاهچاله "ناپدید" می‌شوند، که به عنوان "قضیه بی‌مویی" شناخته می‌شود.

دوم، قضیه مساحت هاوکینگ است. استیون هاوکینگ در سال ۱۹۷۱ پیش‌بینی کرد که مساحت افق رویداد یک سیاه‌چاله، مرزی که هیچ چیز نمی‌تواند از آن فرار کند، تنها می‌تواند در طول زمان ثابت بماند یا افزایش یابد و هرگز کاهش نمی‌یابد.

این به عنوان اصلی مشابه قانون دوم ترمودینامیک دیده می‌شود که بیان می‌کند آنتروپی (درجه بی‌نظمی) جهان همواره در حال افزایش است.

پیشرفت چشمگیر پس از یک دهه

طبق گزارش Sciencedaily ، همکاری بین‌المللی LIGO-Virgo-KAGRA اخیراً نتایج تحقیقات جدیدی را در مجله Physical Review Letters منتشر کرده است. آنها دقیق‌ترین سیگنال موج گرانشی تاکنون را ثبت کرده‌اند که از برخورد دو سیاه‌چاله (رویداد GW250114) ناشی می‌شود و یک سیاه‌چاله غول‌پیکر با جرم ۶۳ برابر خورشید تشکیل می‌دهد و تا ۱۰۰ بار در ثانیه می‌چرخد.

به لطف فناوری پیشرفته، دانشمندان برای اولین بار "تصویر کاملی" از قبل و بعد از ادغام دو سیاه‌چاله به دست آورده‌اند. آنها با استفاده از این داده‌ها، دو فرضیه را همزمان تأیید کرده‌اند:

سیاهچاله‌ها در واقع دقیقاً توسط جرم و اسپین توصیف می‌شوند، همانطور که نظریه نسبیت عام انیشتین پیش‌بینی کرده است.

مساحت افق رویداد تنها پس از ادغام، مطابق با قضیه مساحت هاوکینگ، افزایش می‌یابد.

انیشتین (راست) و هاوکینگ (چپ) ارزیابی‌های دقیقی از ماهیت سیاه‌چاله‌ها داشتند - عکس: MashableIndia

از سیاه‌چاله‌ها تا ماهیت کیهان

اثبات قضیه هاوکینگ، توازی عجیبی بین سیاه‌چاله‌ها و ترمودینامیک را آشکار می‌کند. به عبارت دیگر، رشد مساحت یک سیاه‌چاله شبیه افزایش آنتروپی است، که دلالت بر این دارد که سیاه‌چاله‌ها ممکن است «پنجره‌ای ریاضی» به درک ما از ماهیت فضا، زمان و بزرگترین تلاش فیزیک مدرن باشند: متحد کردن نسبیت عام و مکانیک کوانتومی در یک نظریه گرانش کوانتومی.

ماکسیمیلیانو ایسی، یکی از اعضای تیم تحقیقاتی، گفت: «این روشن‌ترین مدرکی است که تاکنون نشان می‌دهد سیاه‌چاله‌های جهان واقعاً با نظریه انیشتین مطابقت دارند. این واقعیت که مساحت یک سیاه‌چاله از همان قانون آنتروپی پیروی می‌کند، پیامدهای عمیقی برای ماهیت جهان دارد.»

در دهه آینده، آشکارسازهای امواج گرانشی ۱۰ برابر حساس‌تر از امروز خواهند بود. جانشین آنتن فضایی تداخل‌سنج لیزری که در دست ساخت است، نویدبخش ثبت ارتعاشات سیاه‌چاله‌های ابرپرجرم در مرکز کهکشان‌ها است.

بیش از ۱۰۰ سال پس از آنکه انیشتین با معادلات ریاضی، سیاه‌چاله‌ها را پیش‌بینی کرد، و بیش از نیم قرن پس از آنکه هاوکینگ آن را به صورت نظری اثبات کرد، اکنون بشریت شروع به «شنیدن» و «دیدن» مستقیم سیگنال‌هایی کرده است که درستی آنها را ثابت می‌کند.

سیاهچاله‌ها که زمانی فقط در کتاب‌های علمی وجود داشتند، کم‌کم در حال تبدیل شدن به موجودیت‌هایی «واقعی» در برابر چشمان اخترشناسان هستند و هر سیگنال موج گرانشی ثبت‌شده، گامی رو به جلو در کمک به بشر برای درک بهتر جهان اسرارآمیزی است که در آن زندگی می‌کنیم.

بازگشت به موضوع

مین های

منبع: https://tuoitre.vn/phat-hien-song-hap-dan-xac-nhan-tien-tri-cua-einstein-va-hawking-ve-ho-den-20250913075131812.htm