به گزارش آفتاب شرق
در آزمایشی نوآورانه، فیزیک‌دانان نخستین بار موفق شدند «بمب سیاهچالهای» را در محیط آزمایشگاهی بسازند. این مفهوم را نخستین بار فیزیک‌دان برجسته، «راجر پنروز» سال ۱۹۶۹ نقل کرده می بود و تا بحال زیاد تر جنبه نظری داشت.
بمب سیاهچالهای چیست؟
این آزمایش زیاد امیدوارکننده است اما از سیاهچاله واقعی منفعت گیری نمی‌کند. در عوض، از سیستمی منفعت گیری می‌شود که فیزیک حاکم بر سیاهچالهها را همانند‌سازی می‌کند.
به گفتن دیگر، بمب سیاهچالهای مدل ساده‌سازی‌شده از کارکرد سیاهچالهها است و مطابق همان قوانین فیزیکی عمل می‌کند که بر سیاه‌چاله‌های واقعی در کیهان حکم‌فرماست.
در این مدل، سیلندر چرخان نقش تله چرخان فضایی را بازی می‌کند و سیم‌پیچ‌های مغناطیسی همانند آینه‌هایی عمل می‌کنند که انرژی را به دام می‌اندازند.
یکی از مزایای مهم این مدل آزمایشگاهی ایمنی آن است. برخلاف سیاه‌چاله‌های واقعی که شرایطی به‌شدت افراطی و خطرناک دارند، اینجا همه‌چیز تحت کنترل و بی‌خطر است.
انفجاری که در این آزمایش رخ می‌دهد، کاملاً کنترل‌شده و بی‌زیان است و راهی ایمن برای بازدید این اتفاق را فراهم می‌کند که در شکل واقعی‌اش می‌تواند پیامدهای غیرقابل‌تصوری در فضا داشته باشد.
با بازدید چگونگی به دام افتادن و آزاد شدن انرژی در سیستم همانند‌سازی‌شده از سیاهچاله، دانشمندان امکان پذیر به دیدگاه‌های جدیدی درمورد استخراج انرژی دست یابند.
اصول حاکم بر این بمب در افق اتفاقات می‌تواند سرنخ‌هایی درمورد دیگر حوزه‌های مکانیک کوانتومی در اختیار دانشمندان قرار دهد و حتی به پیشرفت در فناوری‌های نوین انرژی منجر شود.
ایده بمب سیاهچالهای از کجا آمده است؟
ایده بمب سیاهچالهای به کارهای پنروز در اواخر دهه ۱۹۶۰ بازمی‌گردد که نظر کرد سیاهچاله می‌تواند به‌جای منبعی برای استخراج انرژی به کار رود.
بر پایه نظریه اولیه، اگر انرژی داخل این سیستم شود، امکان پذیر میدان گرانشی سیاهچاله آن را به دام بیندازد و با نیروهای چرخشی آن تحکیم و تبدیل آزادسازی دیدنی انرژی شود.
کار پنروز عرصه‌ساز شکل‌گیری چیزی شد که امروزه به نام «فرایند پنروز» شناخته می‌شود؛ سازوکاری که در آن سیاهچالهها می‌توانند به‌صورت نظری جرم و انرژی را به موادی قابل‌منفعت گیری تبدیل کنند.
مفهوم بمب سیاهچالهای تکمیل‌کننده این نظریه است؛ مدلی که در آن انرژی به دام افتاده به انفجاری شدید منجر می‌شود.
این اتفاق طی چند دهه، دقت فیزیک‌دانان را جلب کرده و آزمایش تازه بشر را یک قدم به فهمیدن چگونگی وقوع آن — هرچند در محیط کنترل‌شده آزمایشگاه— نزدیک‌تر کرد.
اهمیت چرخش سیاهچالهها
یکی از دلایلی که دانشمندان به مطالعه بمب سیاهچالهای علاقه دارند، فهمیدن بهتر چرخش سیاه‌چاله‌هاست.
سیاهچالهها تکانه زاویه‌ای یا «اسپین» دارند که نقشی حیاتی در تعامل آنها با ماده اطرافشان ایفا می‌کند.
ساخت این چنین مدلی در آزمایشگاه می‌تواند به فهمیدن رفتارهای اسرارآمیز سیاه‌چاله‌های چرخان پشتیبانی کند، همانند این که چطور انرژی منتقل می‌کنند یا با محیط اطراف خود تعامل دارند.
اگرچه سیستمی که در آزمایش منفعت گیری شده، به‌مراتب کمتر از شرایط واقعی فضا افراطی است، هم چنان مدلی مورد قیمت برای آزمودن فرضیههایی است که تا بحال آزموده‌نشده باقی مانده‌اند.
این چنین بمب سیاهچالهای می‌تواند پیامدهای گستردهای برای حوزه‌هایی همانند استخراج انرژی و فیزیک کوانتومی داشته باشد.
با همانند‌سازی پویایی انرژی در سیستمی شبیه سیاهچاله، دانشمندان می‌توانند راه حلهای نوینی برای منفعت‌برداری از منبع های انرژی متمرکز بیابند.
هرچند این ایده هم چنان در مرحله نظری باقی مانده است، منفعت گیری از سیاهچالهها به‌جای منبع انرژی می‌تواند روزی الهام‌قسمت فناوری‌های انقلابی در حوزه انرژی باشد.
علاوه‌براین، مطالعه بمب سیاهچالهای می‌تواند فهمیدن ما را از اتفاق‌های کوانتومی در شرایط افراطی افزایش دهد.
دستاوردهای این آزمایش‌ها امکان پذیر در حوزه‌هایی همانند رایانش کوانتومی یا فیزیک انرژی بالا نیز کاربرد داشته باشد؛ حوزه‌هایی که در آنها شناخت حرکت ماده و انرژی در شرایط شدید حیاتی است.
ویتور کاردوسو از دانشگاه لیسبون پرتغال می‌گوید:
«اگر میدان‌های جدیدی وجود داشته باشند، برای مثالً باید ناظر امواج گرانشی باشیم که از این ابر اطراف سیاهچالهها ساطع خواهد شد یا این که ببینیم سیاهچالهها درحال افت چرخش خود می باشند؛ چون دارند انرژی‌شان را به این ذرات تازه خواهند داد.»
در این مقاله بخوانید: سیاهچاله و هرچه باید از آن بدانید!
دسته بندی مطالب
اخبار سلامتی
