بیگ بنگ/ پائول ساتر اختر فیزیکدان دانشگاه ایالت اوهایو و دانشمند مرکز علوم COSI، در این مقاله در مورد چگونگی مرگ سیاهچاله ها نوشته است: برخی چیزها در جهان هستند که امکان گریز از آنها برای ما ممکن نیست مثل مرگ، مالیات و سیاهچاله ها. اگر زمان اینها را به درستی تنظیم کنید، می توانید هر سه مورد را یکبار تجربه کنید.
سیاهچاله ها به عنوان هیولاهای شکست ناپذیری کهکشان ها را تحت تاثیر قرار داده و با اشتهای عجیب خود هر چیزی را که در مسیرشان قرار بگیرد، می بلعند. سیاهچاله نامی برازنده برای این هیولاهاست: به محض اینکه درون آنها گیر کنید، دیگر راه گریزی نخواهد بود. حتی نور هم قابلیت فرار از چنگال آنها را ندارد.
اما هیولاهای ترسناک در فیلم ها یک نقطه ضعف دارند. اگر سیاهچاله ها را هیولاهای کهکشانی در نظر بگیرید، در این صورت، آنها باید آسیب پذیر هم باشند. اینطور نیست؟ استیون هاوکینگ فیزیکدان نظری در دهه ۱۹۷۰ میلادی اکتشافات بسیار بزرگی انجام داد که در حوزه ریاضیات پیچیده، گرانش و کوانتوم پنهان گشته بود: سیاهچاله ها نیز هر چند اندک ولی تابش می کنند و با گذشت زمان، از هم فرو می پاشند و تبخیر می شوند. وای، چه خبر خارق العاده ای! مرگ سراغ هیولاها هم می آید. اما چگونه؟ نحوه کارکرد ِ تابش هاوکینگ چیست؟
خب، نظریه نسبیت عام یک نظریه بسیار پیچیده ی ریاضی میباشد، مکانیک کوانتومی نیز پیچیدگی های خاص خود را دارد. در پاسخ به پرسش هایی که با ” چگونه ” شروع می شوند، تکیه کردن به یک سری مسائل ریاضی راضی کننده نخواهد بود. پس مجبور به استفاده از این توضیح استاندارد می شویم: خلأ با ذرات بالقوه پر شده است، جفت ذرات کم جوش و خروشی که به وجود آمده و در نهایت، نابود می شوند. این ذرات برای بقای چند لحظه ای خود مقداری انرژی از خلأ می گیرند تا با یکدیگر برخورد کرده و موجودیت خود را از دست بدهند.
برخی مواقع این جفت ذرات در مجاورت افق رویداد سیاهچاله ظهور پیدا می کنند، یکی در مخمصه گیر کرده و دیگری فرصت گریز بدست می آورد. ذره گریخته در صورت عدم برخورد و تبخیر، چرخه خود را بعنوان یک ذره عادی طی می کند. ظاهراً سیاهچاله توانایی درخشش دارد و در راه تفکیک یک جفت ذره و بازگرداندن یکی از آنها به حالت عادی مقداری از جرم اش را از دست می دهد. سیاهچاله ها در طول زمان و به تدریج متلاشی می شوند. این پاسخ به هیچ وجه قانع کننده نیست و هیچ ارتباطی با مقاله اصلی هاکینگ که در سال ۱۹۷۴ چاپ شده ندارد و جز جملاتی بی معنی برای پر کردن چند پاراگراف نیست.
اما برای توضیح این رفتار جای دوری نروید. پاسخ فوق لزوماً اشتباه نیست، بلکه مستلزم کامل شدن است. بگذارید بطور مفصل به این مسئله بپردازیم، جالب خواهد بود. ذرات مجازی(virtual particles) نه مجای اند، نه ذره. در نظریه میدان کوانتومی – برداشت مدرن ما از نحوه ی عملکرد ذرات و نیروها – هر ذره با میدانی در ارتباط است که در فضا-زمان نفوذ دارد و موثر است. این میدان ها صرفاً ساده نیستند، آنها در واقع از خود ذرات هم مهم ترند و پویا میباشند. شما می توانید بسته به سلیقه تان، ذرات را بعنوان انگیزش یا ارتعاشات میدانی در نظر بگیرید.
سیاهچاله ها مناطقی عجیب و غریب اند، بطوریکه گرانش از قدرت کافی برای خم کردن نور، فضا و تحریف زمان نیز برخوردار است.
سیاهچاله ها مناطقی عجیب و غریب اند، بطوریکه گرانش از قدرت کافی برای خم کردن نور، فضا و تحریف زمان نیز برخوردار است.
این میدان ها گاهی اوقات شروع به جنبش می کنند و از مکانی به مکان دیگر جابجا می شوند. این چیزی است که ما آن را “ذره” می نامیم. به هنگام جنبش، میدان الکترون، یک الکترون بدست می آید. نتیجه ی کار به هنگام جنبش میدان الکترومغناطیسی، یک فوتون است. اکنون می فهمید چه اتفاقاتی روی می دهد. با این حال، برخی مواقع آن جنبش ها باعث ِ جابجایی نمی شوند. آنها قبل از انجام هر کار جالب توجهی، انرژی شان را از دست می دهند. فضا-زمان پر است از میدان هایی که پیوسته انرژی شان را از دست می دهند.
خب حالا می پرسید این چه ارتباطی با سیاهچاله ها دارد؟ خب وقتی سیاهچاله ای متولد می شود، بعضی از میدان های کوانتومی کم انرژی بطور دائمی به دام می افتند. میدان هایی که در نزدیکی افق رویداد، در حال مرگ و جنبش هستند، در نهایت نجات یافته و از آنجا فرار می کنند. اما به خاطر تاخیر زمانی ایجاد شده در نزدیکی سیاهچاله به خاطر گرانش شدیدش، این میدان ها در زمانی طولانی در آینده پدیدار می شوند. در این فرآیند پیچیده و به دام افتادن میدان ها در سیاهچاله ی تازه شکل گرفته، میدان های موقتا در حال مرگ ارتقا یافته و به موج های طبیعی که هر روزه با آنها مواجه هستیم تبدیل می شوند. به عبارت دیگر، به ذرات تبدیل می شوند.
پس، تابش هاوکینگ عمدتا شامل ذراتی نمی شود که در نزدیکی سیاهچاله به وجود می آیند، بلکه نتیجه ی بر هم کنشی پیچیده در لحظه تولد سیاهچاله است که تا به امروز دوام می آورد. تا آنجا که ما میدانیم، سیاهچاله ها به طریقی از هم فرو می پاشند. اعداد این اطمینان را به ما می دهند که سیاهچاله ها در هر صورت نابود می شوند. سیاهچاله ای با جرمی معادل جرم خورشید در حدود ۶۷^۱۰ سال عمر خواهد کرد که مدت زمان خوبی است. اما اگر برج ایفل را به سیاهچاله ای تبدیل کنید، در حدود یک روز شاهد ناپدید شدن آن خواهید بود!
