در داخل سیاه چاله چه اتفاقی برای زمان و فضا می افتد؟

سیاه چاله ها زمانی شکل میگیرند که ستاره های بسیار بزرگ، 20 برابر بزرگتر از خورشید، تمام سوخت اتمی خود را میسوزانند، و به علت جاذبه بسیار سنگین فروکش می کنند. وقتی این اتفاق رخ می دهد، ابرنواختر رخ می دهد که یکی از پرنور ترین انفجارات در کهکشان هستند.

طی مطالعاتی در سال 2022 حدود 40 میلیارد سیاه چاله در فضای قابل مشاهده وجود دارد. سیاه چاله هایی که سه یا چندین برابر از خورشید بزرگتر هستند،  جرم-ستاره ای نام دارند. از طرفی زمانی که اندازه آن ها از 100.000 تا میلیارد ها برابر بزرگتر از خورشید باشند به آن ها ابرسیاه چاله گفته می شوند. یک ابرسیاه چاله معمولا در مرکز کهکشان ها یافت می شود.

سیاه چاله ها بدون شک یکی از مرموز ترین رخداد های فیزیک فضایی از کهکشان است. آلبرت انیشتین، استاد زمان و فضا، در اوایل قرن 1900 وجود این چاله ها را پیش بینی کرده بود. ریاضیات و فیزیک موجو در تئوری نسبیت عام انیشتین نیز وجود سیاه چاله ها را اثبات کرده است، اما حتی این برنده جایزه نوبل نیز سیاه چاله ها را انقدر عجیب می پنداشت که به وجود آن شک داشت.

حتی امروز نیز ناسا و متفکر ترین مغز های جهان از وجود چنین رخدادی در کهکشان در تعجب هستند. برخی از چاله های مشاهده شده باستانی هستند و شکل گیری آن ها به زمان شکل گیری جهان برمیگردد. برخی از این چاله ها نیز بر خلاف شهرتی که در تخریب دارند، منجر به  تولد ستاره ها نیز شده اند.

اما هیچ کدام از رخداد های هول سیاه چاله ها به اندازه اتفاقی که برای زمان و فضا در این چاله ها می افتد، سوال برانگیز نیست.

در داخل سیاه چاله پس از عبور از افق رویداد یا Event Horizon، اتفاقات بسیار عجیبی می افتد و همانطور که وبسایت Einstein Online گزارش می دهد، جای زمان و فضا عوض می شود و سپس به طور بی پایان کشش پیدا می کنند.

تصور این مفهوم بدون شک بسیار مشکل است. ابتدا در نظر داشته باشید که که قدرت جاذبه سیاه چاله ها به قدری زیاد است که هرچیزی که به آن نزدیک شود، حتی نور نیز توان فرار از قدرت کشش آن را ندارد. در فضا اجسام همیشه در حال حرکت هستند و بنا بر قانون اول نیوتون در زمان و فضا همیشه در حرکت باقی می مانند. این قانون بیان می کند که اجسام تا زمانی که توسط چیزی متوقف نشوند، به حرکت خود ادامه خواهند داد.

حال سوال اینجاست، زمانی که اجسام، مثلا یک ستاره به سمت یک چاله کشیده می شود، چه اتفاقی رخ می دهد؟ این ستاره چه زمانی از حرکت خود متوقف می شود؟

وقتی ستاره ای آزادانه در فضا و زمان در حال حرکت است و به افق رویداد نزدیک می شود، یک اتفاق مهم رخ می دهد، و قوانین حرکت آن در زمان و فضا تغییر می کند. این ستاره فقط می تواند به سمت مرکز این سیاه چاله و یا تکینگی (Singularity) حرکت کند و توانایی فرار نخواهد داشت. اما زمانی که ستاره به مرکز تکینگی میرسد چه اتفاقی رخ می دهد؟ ایا در آنجا متوقف می شود؟

مدل های ارائه شده می گویند که این ستاره به صورت بی پایان به حرکت خود ادامه می دهد و وارد مکانی می شود که در آن جای فضا و زمان عوض شده است و فضا به صورت بی پایان به کشش در می آید. حتی اجسام بسیار عظیم کهکشانی نیز به راحتی توسط جاذبه بلعیده می شوند و سپس در ناحیه کوچکی در داخل سیاه چاله جای می گیرند.

اما پس از آن چه اتفاقی برای این اجسام در داخل این ناحیه می افتد ؟ سوالی که شاید یافتن پاسخ به آن، سال ها، دهه ها و یا حتی قرن ها به طول انجامد.