داستان سیاه‌چاله‌ها ـ ۴

به نام خدا

… ادامه‌ی داستان

اگر پیگیر داستان سیاه‌چاله‌ها از ابتدا باشید، حتما به یاد می‌آورید که شروع نوشتن آن با یک عصر بهاری دلپذیر همراه بود، که حس و حال خاطره‌انگیزی را ایجاد می‌کرد. باید اعتراف کنم که نوشتن همه این داستان در آن عصرگاهِ خاص اتفاق نیفتاده و هر زمان که حسِّ خوبِ نوشتن با من همراهی کرده است برای آن نوشته‌ام.

از جمله الان که از قضا دوباره عصری است زیبا! هم زمان با توپ بازی کودکانِ همسایه، که صدای‌شان با صدای ظریف پرستوهایی که در آسمانِ زیبای نزدیک به غروب آفتاب مشغول پروازهای شیطنت‌آمیز خود هستند، هم‌نوا شده است. پایین رفتن خورشید و آرام آرام رنگ عوض کردنِ آسمان و ابرهای نازک و پراکنده‌ای که در گوشه گوشه آن نقش آفرینی می‌کنند حکایت از فرا رسیدن شب می‌دهد. شبِ تاریکی که می‌تواند جولانگاه نگاه‌های جستجوگرِ شیفتگان نجوم و رصدگران بی‌شماری باشد که در گوشه و کنار این سرزمین پهناور مشتاق دیدار زیبایی‌ها و شگفتی‌های کیهان هستند.

و ما هم به سراغ ماجرای شنیدنی دانشمندان بزرگی می‌رویم که دید و درک ما را از عالم دگرگون کردند، تا ببینیم چه موقع به مقصد نهایی‌مان یعنی سیاه‌چاله‌ها خواهیم رسید.

و اما …

صحبت به موضوع «سرعت فرار» از سطح یک جسم یا کره رسیده بود. و گفتیم که در آستانه پیدا شدن اولین ردپا از سیاه‌چاله‌ها در تاریخ تکامل علم و دانش قرار گرفته‌ایم.

در سال ۱۷۸۳ م یک دانشمند علم فلسفه طبیعی به نام «جان میچل» بر اساس قانون جهانی گرانش و محاسبات ریاضی مربوط به آن ادعای جالبی را بیان کرد. او علاقه زیادی به نیروی گرانش داشت و همکار «کاوِندیش» در فعالیت‌های آزمایشگاهی برای تعیین مقدار عددیِ ثابت جهانی گرانش (G) بود. (کاوندیش و این عدد ثابت بماند برای بعد…)

جان میچل به این نتیجه رسید که اگر ستاره‌ای وجود داشته باشد که با حفظ چگالی خورشید (یعنی میزان تراکمِ ماده در آن همانند خورشید باشد) قطرش ۵۰۰ برابر قطر خورشید باشد، آن قدر نیروی گرانش‌اش قوی خواهد بود که سرعت فرار از سطح آن برابر با سرعت نور خواهد بود. و اگر ستاره از این مقدار هم بزرگتر باشد، سرعت فرار آن از سرعت نور هم بیشتر خواهد شد!

او گفت که اگر چنین ستاره یا ستاره‌هایی در عالم وجود داشته باشند، پرتوهای نوری که توسط خودش تولید می‌شوند،‌ توانِ فرار و جدا شدن از سطح ستاره را نخواهند داشت و از این‌رو چنین ستاره‌ای تاریک است و دیده نخواهد شد. به همین دلیل نام آن را «ستاره تاریک» نهاد.

جان میچل این احتمال را هم بیان کرد که ممکن است تعداد زیادی از این ستاره‌های تاریک در جهان وجود داشته باشند، ولی مشکلی که با آن مواجه هستیم، روش آشکارسازی این ستارگان خواهد بود. چگونه می‌توان ستاره‌ای که تاریک است را دید؟ به طور قطع که قابل دیدن نیست، ولی چگونه می‌توان به وجود آن پی برد؟

او برای حل این مشکل، پیشنهادی مطرح کرد که هم اکنون پس از دو قرن بسیار کاربردی است:

از آن جهت که این اجسام، تاریکند و قابل دیدن نیستند، تنها در صورتی می‌توانیم به وجود آن‌ها پی ببریم که با یک ستاره دیگر تشکیل یک منظومه ستاره‌ای دوگانه دهد تا از تأثیرات گرانشی‌ای که بر حرکت آن ستاره دارد، قابل آشکارسازی باشد. بنابراین اگر چنین ستارگانی به صورت تک و منفرد وجود داشته باشند، راهی برای یافتن‌شان نخواهیم داشت.

نکته جالب، در این پیش‌بینی بسیار دقیقی است که آن زمان جان میچل کرده بود؛ زیرا هم اکنون تعداد زیادی از سیاه‌چاله‌های احتمالی در سیستم‌های ستاره‌های دوگانه یافت شده و می‌شوند. حتی وجود اَبَرسیاه‌چاله بسیار سنگینی هم که در مرکز کهکشان راه شیری وجود دارد از تأثیرات گرانشی‌ای که بر ستارگان اطرافش می‌گذارد قابل شناسایی شده است!

ممکن است بپرسید ستاره‌های دوگانه چیستند؟ جوابِ ساده‌ی آن این است: ستاره‌هایی که بسیار به هم نزدیک باشند، در اثر نیروی جاذبه‌ای (همان گرانشِ همیشگی!) که به همدیگر وارد می‌کنند، به دور هم گردش می‌کنند. و اتفاقا تعداد بسیار زیادی از این نوع ستاره‌ها در کهکشان وجود دارد. دوگانه‌ها علاوه بر نقش مهمی که در شناخت ویژگی‌های ستاره‌ها دارند، یکی از دل‌مشغولی‌های جذاب برای شیفتگان رصدهای شبانه هستند تا آن‌ها را با دوربین‌ها و تلسکوپ‌های خود شکار کنند.

ایده‌های جان میچلِ انگلیسی به قدری جالب و تحریک کننده بودند که منجم هم عصر و هم وطنش «ویلیام هرشل» معروف را بر آن داشت تا تلاش‌های زیادی را برای یافتن آن‌ها توسط تلسکوپ قدرتمندش بکند؛ هرچند که اثری از آن‌ها نیافت.

پس از جان میچل، ریاضیدان معروف فرانسوی «پی‌یر سیمون لاپلاس» هم احتمال وجود چنین ستارگان تاریک و عجیب را مطرح کرده است. لاپلاس در کتابی که در سال ۱۷۹۶ م منتشر کرد، به این موضوع پرداخته و حتما بی‌تأثیر از ایده‌های جان میچل نبوده است.

پس از آن زمان، تقریبا دیگر اثری از ستاره‌های تاریک تا ابتدای قرن بیستم نیست. شاید علتش آن باشد که نه تنها آثاری از وجود آن‌ها رصد و ثبت نشد بلکه تئوری‌های علمی هم بیش از آن‌چه جان میچل یا لاپلاس بیان کرده بودند، حرف اضافه‌ای برای گفتن نداشتند.

جهان باید منتظر می‌ماند تا «آلبرت اینشتینِ» بزرگ جانِ دوباره‌ای به آن‌ها بدهد…

ادامه دارد … .

محمد همایونی
سه‌شنبه ۷ خرداد ۱۳۹۸