فیزیك دان ایرانی و شگفت آفرینی در دانش سیاه چاله ها
چندی پیش یک فیزیک دان ایرانی مقیم دانشگاه میسوری در کلمبیا هنگام بررسی نتایج نظریه نسبیت اینشتین روی ذراتی زیر اتمی که با سرعت زیاد در حرکتند موفق به کشف اثر تازه و شناخته نشده ای از سیاه چاله ها شده است.
سیاه چاله ها كه در زمره ی عجیب ترین اجرام كیهانی به شمار می آیند باز هم شگفتی آفریده اند و اخترشناسان را حیرت زده كرده اند.
به نوشته ی هفته نامه ی علمی نیوساینتیست بهرام مشحون و همكارش كارمن چیكانك در دانشگاه میسوری در بررسی های علمی خود به این نكته پی برده اند كه سیاه چاله ها می توانند نیروهای جزر و مدی عجیبی تولید كنند كه بر ذرات با سرعت زیاد تاثیری متفاوت از ذرات با سرعت كم باقی می گذارد. این اثر پیشبینی نشده به این معناست كه سیاه چاله ای كه در مركز كهكشان خود ما قرار دارد می تواند منبع پرتوهای كیهانی بسیار پرقدرت و نادری باشد كه اخترشناسان تاثیر مخرب آنها را در جو زمین مشاهده كرده اند اما تاكنون نتوانسته اند توضیحی برای منشا شان پیدا كنند.
سیاه چاله ها می توانند نیروهای جزر و مدی عجیبی تولید كنند كه بر ذرات با سرعت زیاد تاثیری متفاوت از ذرات با سرعت كم باقی می گذارد.
نیروهای جزر و مدی بر اساس نظریه ی نیوتونی هنگامی ظاهر می شوند كه تاثیر نیروی جاذبه به واسطه ازدیاد فاصله كم می شود به عنوان مثال 2 ذره كه در فواصل متفاوتی نسبت به یك سیاه چاله قرار دارند تحت تاثیر 2 نیروی مختلف قرار می گیرند و یكی از آنها كه نزدیك تر است شتاب بیشتری پیدا می كند. اما توضیحی كه از طریق فیزیك نیوتونی به دست می آید برای شرایطی كه در نزدیك سیاه چاله ها برقرار است كفایت نمی كند. اخترشناسان از مدت ها قبل به این نكته پی برده بودند كه در پلاسما(ماده در دما و فشار زیاد) كه اطراف سیاه چاله ها در گردش است، ذرات بنیادی و زیر اتمی با سرعت بسیار زیاد فراوانند.
مشحون و همكارش در تلاش محاسبه این امر بودند كه این ذرات در میدان جاذبه قدرتمند سیاه چاله ها چگونه رفتار می كنند. این 2 فیزیكدان دریافتند كه تاثیر میدان جاذبه سیاه چاله ها روی ذراتی كه با سرعت كم در این میدان حركت می كنند دقیقا به همان نحو است كه فیزیك نیوتن پیشبینی می كند اما در مورد ذراتی كه با سرعت نزدیك به سرعت نور حركت می كنند نتایج به دست آمده كاملا خلاف انتظار بود. ذراتی كه با سرعتی بیش از 70درصد سرعت نور300هزار كیلومتر در ثانیه حركت می كنند رفتارشان تابع جهت حركتشان است
ذرات پرسرعتی كه در امتداد محور چرخش سیاه چاله ها حركت می كنند از شتاب حركتشان نسبت به ذرات كند كاسته می شود اما ذرات تند سرعتی كه در جهت عمود بر این محور سیر می كنند شتابی بسیار زیاد و انرژی حیرت انگیز و عظیمی كسب می كنند.
ایشان دریافتند كه تاثیر میدان جاذبه سیاه چاله ها روی ذراتی كه با سرعت كم در این میدان حركت می كنند دقیقا به همان نحو است كه فیزیك نیوتن پیشبینی می كند اما در مورد ذراتی كه با سرعت نزدیك به سرعت نور حركت می كنند نتایج به دست آمده كاملا خلاف انتظار بود.
نتایج بدست آمده به وسیله مشحون و همكارش شماری از رصد ها و مشاهدات توضیح ناپذیری را كه اخترشناسان در گذشته انجام داده بودند قابل فهم ساخته است. از جمله این امور افشانه های بسیار پر قدرت از جنس ذرات زیر اتمی است كه از قطب های اجرام كیهانی موسوم به((مایكروكوازارها)) به بیرون پرتاب می شوند. تلقی اخترشناسان آن است كه مایكروكوازارها سیاه چاله ها را درون خود پنهان ساخته اند. آنچه كه موجب حیرت اخنرشناسان بود آن است كه این ذرات پر انرژی دارای شتاب كاهش یابنده هستند. علاوه بر این از تحقیقات مشحون و همكارش چنین بر می آید كه رویداد های حیرت انگیز دیگری نیز در جهات دیگر و هنگام حركت ذرات پر شتاب رخ می دهد كه هنوز مشاهده نشده است. به اعتقاد مشحون نیروهای جزر و مدی كند كننده تنها در زاویه55 درجه از محور یك سیاه چاله ظهور می یابد و تنها در این زاویه است كه ذرات زیر اتمی شتاب منفی پیدا می كنند و از سرعتشان كاسته می شود. در همه جهت و زوایای دیگر حول این محور این نوع ذرات شتاب مثبت بدست می آورند و براساس نظریه اینشتین سرعت این ذرات می تواند تا سرعت نور بالا برود. اگر نظریه مشحون و همكارش درست باشد سیاه چاله هایی كه در كهكشان ما قرار دارند دائما ذرات پر شتاب و پر سرعتی عمدتا از جنس پروتون را به بیرون پرتاب می كنند كه انرژی شان هنگامی كه به زمین می رسند بیش از1020الكترون ولت است. به گفته مشحون می توان نظریه پیشنهادی او و همكارش را با مقایسه رابطه میان جهت ورود پرتوهای كیهانی مافوق پرقدرت به جو زمین و موقعیت مایكروكازار ها در كهكشان راه شیری را مورد آزمایش قرار داد.
به نقل از:
