آیا واقعا سیاه چاله های اولیه از نظر جاذبه (گراویتینو) بسیار غول پیکر هستند؟
ستاره شناسان از منشاء بزرگترین سیاهچاله های جهان هیچ اطلاعاتی ندارند. این سیاه چاله ها در ثبت شان توسط ابزار کیهان شناسی بسیار زود ظاهر می شوند و ممکن است مجبور شویم برای توضیح و بررسی ظاهر سیاه چاله ها به فیزیک مدرن متوسل شویم، پس تا انتهای مقاله با آندرومدا مگ همراه باشید.
تحقیقات جدید انجام شده یک بحث جذاب را به ما معرفی مینماید که عبارتند از: اولین سایه چاله ها از ستارگان ایجاد نشده اند بلکه آنها از انبوهی از ذرات عجیب و فرضی معروف به گراویتینو ساخته شده اند که توانسته اند از اولین سال های پیچیده انفجار بزرگ جان سالم به در ببرند.
حالا کمی فراتر میرویم
سیاه چاله ها وجود دارند و باید گفت سیاه چاله های خیلی بزرگتر هم وجود دارند.بزرگترین سیاه چاله های جهان که به طور مناسب آنها را “سیاه چاله های بزرگ” (SMBHs) می نامند، تقریبا در مراکز هر کهکشان در کیهان قرار دارند. حتی کهکشان راه شیری نیز دارای یک هیولای سیاه چاله با 4 میلیون برابر جرم خورشید را داراست که به عنوان کمان ای (A) (صورت فلکی کماندار) تعیین گردیده است.
سیاهچاله های غول پیکر در جهان مدرن واقعا یک منظره شگفت انگیز را نشان میدهند را می توان مشاهده نمود، ودر دهه های گذشته ستاره شناسان وجود سیاهچاله های عظیم را در اوایل طلوع ستارگان و کهکشان ها کشف نموده اند، در حالی که هنوز به یک میلیارد سال هم نرسیده است و این مورد عجیب است.
این مورد خیلی عجیب است و تا آنجا که مید انیم، تنها راه ایجاد سیاهچاله ها مرگ ستاره های عظیم می باشد. و هنگامی که آنها می میرند، یک سیاه چاله به بزرگی چند برابری خورشید را پشت سر میگذارند. برای رسیدن به این وضعیت عظیم، آنها باید با سیاه چاله های دیگر ادغام شوند و تا آنجا که ممکن است یک حجم گازی را مصرف می نمایند و حجم میلیون ها توده خورشیدی را با افزایش مواجه مینمایند و این مورد بسیار زمان می برد. درا وایل آفرینش جهان ، صدها میلیون سال طول کشید تا ستاره ها برای اولین بار پدیدار شوند.و تا آنجا که میتوانیم بگوییم این است که، درست در کنار نسل اول ستارها و کهکشان ها وسیاهچاله های عظیم قرار داشتند . وبه نظر میرسد که زمان کافی برای تشکیل سیاهچاله های غول پیکر از طریق مرگ معمولی ستاره به طور عادی وجود ندارد بنابراین این مورد یک چیز تازه برای بررسی سیاه چاله ها خواهد بود. با این حال یا ما چیزی اساسی در باره اختر فیزیک و رشد سیاهچاله ها درک نمیکنیم و آنها را نمیفهمیم که کاملا حقیقت محض است ویا اولین سیاهچاله های غول پیکر در واقع در دوره ای بسیاری زود و ابتدایی شکل گرفته اند. اما برای ایجاد چنین اتفاقاتی ، باید دید آن سبک فیزیکی که این سیاهچاله ها را ایجاد نموده چگونه می باشد.
یک دو قلوی گرانشی
این مورد خیلی عجیب به نظر میرسد ، آن قدر عجیب که خیلی فراتر از مرزهای فعالی شناخته شده در فیزیک میرود. خوشبختانه، فیزیکدانان نظری هر روز بر روی این مورد سخت کار مینمایند، و مرزهای فراتر از فیزیک شناخته شده را مورد بررسی قرار میدهند. یکی از این نمونه ها ابر تقارن نامیده می شود و این تلاش برخی فیزیکدانان است که عملکرد های درونی ذرات جهان را نشانمان میدهند و وجود ذرات جدید را پیشبینی می نمایند.
در ابر تقارن، هر ذره از مدل استاندارد(که بهترین نام برای حوزه زیر اتمی شناخته می شود) با یک ذره دیگر جفت می شود. دلیل این جفت شدن تقارن است که در ریاضیات یافت میشود و حات طبیعی مربوطه را توصیف میکند. اما تقارن در این امر حالت نقص به خود میگیرد(و از طریق مکانیزم های پیچیده این عمل نجام میشود) بنابراین ذرات مربوطه فوق به سادگی در جهان شناور نمی باشند و ورودی هایی بزرگ را در برخورد ذرات با خود ما ایجاد نمیکند. در عوض به دلیل شکستگی تقارن، ذرات جفتی دارای یک سری جرم های غیر معقول میشوند، به طوری که در واکنش با مقدار انرژی با ذرات بسیار در جهان ظاهر می شوند. تاکنون؛ ما در آزمایش برخورد ذرات هیچ ذرات جفتی را به صورت شریکی پیدا نکردیم، ولی در جست وجوی آنها می باشیم. در حالیکه جست وجو ها ادامه دارد، نظریه پردازان وقت خود را صرف بازی با مدل ها و امکانات مختلف ابر تقارن می نمایند. ودر یک نسخه مربوطه، ذره ای وجود دارد که به نام گراویتینو شناخته می شود. گراویتینو ذره جفت ابر متقارن گراویتینو است که خودش ذره ای فرضی می باشد که نیروی جاذبه را حمل می نماید. و شاید شما نیز کمی احساس بد داشته باشید که اینها فرضی هستند، اما اشکالی ندارد. وجود گراویتینو در حد حدس وگمان است و بر اساس شواهد موجود نیست. اما، همان طور که به زودی خواهیم دیدی برخی از مدل های گراویتینو را بابرخی از مواردی که باعث تشکیل سیاهچاله ها می شود ترکیب میکند.
نتیجه گیری
اگر شما میخواهید در اوایل تشکیل جهان چند سیاهچاله ایجاد نمایید، باید چند چالش اصلی را پشت سر بگذارید. و باید گفت که ظهور اولین ستارگان و کهکشانها در جهان ما تحت تابش شدید قرار داشت که مانند نوری پر انرژی کیهان را فراگرفته بود، به طوری که کنترل اوضاع کیهان دست همین تابش قرار داشت. اگر شما میخواهید چند سیاهچاله تصادفی را در همان بخش های تحت تابش ایجاد نمایید، باید سریعا آن را انجام دهید، زیر در آن دوران جهان ما بسیار آشفته به نظر می رسید و هنگامی که سیاه چاله ها توسط شما تشکیل شده باشند باید آنها را زنده نگه دارید. سیاهچاله ها از طریق یک فرایند مکانیکی کوانتومی موسوم به تابش هاوکینگ تبخیر می شوند وسیاهچاله های کوچک نیز میتوانند قبل از اینکه فرصتی برای بزرگتر شدن و حجیم شدن داشته باشند از بین بروند. باید شما وارد گراویتینو شوید و یک ذره فرضی مربوطه در آن را در نظر بگیرید. و بر اساس مقاله تحقیقی که اخیرا در مجله (arXiv) چاپ شده است ، جهان اولیه با شرایط اولیه می توانست شرایط مناسبی برای پر کردن جهان با گراویتینو را داشته باشد. به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که آنها دارند (به ویژه توانایی جذب سریع گرانش یکدیگر) میتوانند به سرعت سیاهچاله های میکروبی را ایجاد نمایند. با گذشت زمان در جهان اولیه، سیاهچاله ها میتوانند به اندازه کافی بزرگ شوند تا قبل از اینکه در مقابل تابش هاوکینگ کم بیاورند در معرض تابش اطراف قرار گیرند. و وقتی تابش از بین رفت، میتوانند به اندازه کافی بزرگ شوند و بتوانند از طریق فرآیند های طبیعی اختر فیزیکی به جمع آوری مواد ادامه دهند و بذر اولین سیاهچاله های غول پیکر را فراهم آورند.