کشف امواج گرانشی، «پیشگویی» انیشتین و هاوکینگ در مورد سیاه‌چاله‌ها را تأیید می‌کند.

دانشمندان به تازگی دقیق‌ترین سیگنال‌های موج گرانشی حاصل از برخورد یک سیاه‌چاله را ثبت کرده‌اند و بدین ترتیب برای اولین بار 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 «ضبط» کنند و به دانشمندان کمک کنند تا جهان را بهتر درک کنند. - عکس: مگی چیانگ/بنیاد سیمونز

سیاه‌چاله‌ها، این «هیولاهای کیهانی» با چنان کشش گرانشی عظیمی که حتی نور هم نمی‌تواند از آن 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 رمزگشایی از سیاهچاله‌ها

در سال ۲۰۱۵، رصدخانه امواج گرانشی لیگو (ایالات متحده آمریکا) برای اولین بار امواج گرانشی - موج‌هایی در فضا و زمان که در اثر برخورد دو سیاه‌چاله در جهان دور ایجاد می‌شوند - را شناسایی کرد. این کشف به "گشودن دریچه‌ای جدید" برای مشاهده جهان تشبیه شد و همچنین فرصتی را برای آزمایش مستقیم نظریه‌ها در مورد سیاه‌چاله‌ها فراهم کرد.

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

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

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

موفقیتی بزرگ 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 سیگنال‌های موج گرانشی تاکنون را ثبت کرده‌اند که از برخورد دو سیاه‌چاله (رویداد GW250114) ناشی شده و یک سیاه‌چاله فوق‌سنگین با جرم ۶۳ برابر خورشید ایجاد کرده و با سرعت ۱۰۰ دور در ثانیه می‌چرخد.

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

سیاهچاله‌ها دقیقاً همانطور که در نظریه نسبیت عام انیشتین پیش‌بینی شده بود، با جرم و چرخششان به طور دقیق توصیف می‌شوند.

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

انیشتین (راست) و هاوکینگ (چپ) مشاهدات دقیقی در مورد ماهیت سیاهچاله‌ها انجام دادند - عکس: MashableIndia

از سیاه‌چاله‌ها تا ماهیت کیهان

اثبات قضیه هاوکینگ، یک توازی قابل توجه بین سیاه‌چاله‌ها و ترمودینامیک را آشکار می‌کند. به عبارت دیگر، رشد مساحت سطح یک سیاه‌چاله مشابه افزایش آنتروپی است، که دلالت بر این دارد که سیاه‌چاله‌ها می‌توانند یک «پنجره ریاضی» باشند که به ما امکان می‌دهد درک عمیق‌تری از ماهیت فضا، زمان و حتی بزرگترین تلاش فیزیک مدرن، یعنی وحدت نسبیت عام و مکانیک کوانتومی در گرانش کوانتومی، به دست آوریم.

ماکسیمیلیانو ایسی، یکی از اعضای تیم تحقیقاتی، اظهار داشت: «این روشن‌ترین مدرک تا به امروز است که نشان می‌دهد سیاه‌چاله‌های موجود در فضا واقعاً شبیه به آنچه انیشتین در نظریه خود توصیف کرده است، هستند. این واقعیت که مساحت سطح یک سیاه‌چاله از الگوی آنتروپی مشابهی پیروی می‌کند، پیامدهای بسیار عمیقی برای ماهیت جهان دارد.»

در طول دهه آینده، آشکارسازهای امواج گرانشی ۱۰ برابر حساس‌تر از امروز خواهند بود. پروژه جانشین آنتن فضایی تداخل‌سنج لیزری در حال ساخت است و نوید می‌دهد که ارتعاشات سیاهچاله‌های ابرپرجرم در مرکز کهکشان‌ها را ثبت کند.

بیش از ۱۰۰ سال پس از آنکه انیشتین با استفاده از 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 پیش از این فقط در کتاب‌های علمی وجود داشتند، به تدریج در حال تبدیل شدن به یک موجودیت «واقعی» در برابر چشمان اخترشناسان هستند و هر سیگنال موج گرانشی ثبت شده، گامی رو به جلو در کمک به بشریت برای درک بهتر جهان مرموزی است که در آن زندگی می‌کنیم.

برگردیم 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