یه خبر باحال برات دارم، مخصوصاً اگه از چیزای فضایی و مرموز مثل سیاه‌چاله‌ها خوشت میاد: چندتا فیزیکدان دست به یه ایده خیلی خلاقانه زدن و گفتن ممکنه تو اتفاقات کیهانی شدید، مثلاً وقتی دو تا سیاه‌چاله بزرگ با هم برخورد می‌کنن، یه سری سیاه‌چاله خیلی کوچولو درست شه که بهشون میگن “black hole morsels” یا همون خورده‌سیاه‌چاله! لقمه‌ی سیاه‌چاله‌ای! واقعاً باحاله، نه؟
این بچه‌سیاه‌چاله‌ها که فعلاً بیشتر توی فرضیه‌ها هستن، نزدیکای محل برخورد دوتا سیاه‌چاله بزرگ به وجود میان. اگه بدونی معمولاً سیاه‌چاله‌ها چقدر بزرگ و ترسناکن، اون وقت اینا رو که اندازه یه سیارک کوچیکن، می‌تونی مثل پاپ‌کورن سیاه‌چاله‌ها تصور کنی! اما این کوچیکی داستانو جذاب‌تر هم می‌کنه.
ماجرا اینه که استیون هاوکینگ، فیزیکدان معروف، تو دهه ۷۰ میلادی یک نظریه خیلی خفن داد و گفت سیاه‌چاله‌ها کاملاً هم سیاه نیستن! گفتش که طبق کوانتوم (یعنی علمی که رفتار ذرات خیلی ریز رو بررسی می‌کنه)، یه کم حرارت دارن و یه مقدار خیلی کم “تابش” یا radiation ازشون درمیاد که بهش گفتن Hawking Radiation – تابش هاوکینگ. حالا سیاه‌چاله‌های معمولی اصطلاحاً اون‌قدر بزرگ و دماشون اون‌قدر پایینه که هیچ‌کس عملاً نمی‌تونه این تابش رو مشاهده کنه. اما واسه سیاه‌چاله‌های کوچولو؟ ماجرا فرق داره!
اینا به خاطر جرم کمشون دماشون بالاست و برخلاف غول‌سیاه‌چاله‌ها، تابش اشون قوی‌تر و قابل رصده. البته همینم باعث میشه سریع بخار شن و از بین برن، و هر چی کوچیک‌تر باشن، سرعت تبخیرشون هم بیشتره. این تبخیر با “ذرات پرانرژی” انجام میشه: مثلاً پرتو گاما (gamma rays که خیلی انرژیشون بالاست و تو فضا زیاد پرت میشن) یا نوترینو (neutrino، ذره‌ای که تقریباً هیچی با چیزی واکنش نمیده و کشفش سخته). این تابشا مثل امضای حضور این خورده‌سیاه‌چاله‌هاس.
یکی از جذاب‌ترین بخش‌های تحقیق اینه که احتمالاً همون الان هم میشه این سیگنال‌هارو با دستگاه‌هایی که داریم شناسایی کرد. مثلاً تلسکوپ‌هایی که توی نامیبیا و مکزیک و چین دارن کار می‌کنن – مثل HESS، HAWC یا LHAASO – و حتی تلسکوپ فضایی گاما Fermi، قدرتش رو دارن که یه همچین انفجارهای گامای پرانرژی رو تشخیص بدن. شاید حتی بعضیاشون قبلاً همچین چیزی دیدن و ما خبر نداریم!
تیم دانشمندها با استفاده از داده‌های همین رصدخونه‌ها بررسی کردن که اگه این خورده‌سیاه‌چاله‌ها واقعاً توی برخورد سیاه‌چاله‌ها ساخته شده باشن، حداکثر چقدر جرم می‌تونن به این صورت تبخیر شن و چه جور اثری توی داده‌ها باید بذارن. این اولین قدم برای محدودکردن یا اثبات وجودشونه.
اونا معتقدن این خورده‌سیاه‌چاله‌ها مثل یه آزمایشگاه طبیعی برای فیزیکی هستن که تا الان نتونستیم با شتاب‌دهنده‌ها کشفش کنیم. شتاب‌دهنده ذرات یعنی جایی مثل سرن (CERN) که توش ذرات رو با سرعت وحشیانه به هم می‌کوبن تا چیزای جدید رو پیدا کنن، ولی این پنجره‌های سیاه‌چاله‌ای از اینم فراتر میرن! چون شاید بتونن اطلاعاتی از مدل استاندارد (Standard Model یعنی مدل پایه حال حاضر فیزیک ذرات) یا حتی نشونه‌هایی از چیزای عجیبی مثل ابعاد اضافی (extra dimensions یعنی فراتر از سه بعد فضایی که ما می‌شناسیم) یا نظریه ریسمان (string theory، یه مدل نظری که میگه همه چیز از رشته‌های ریز ساخته شده) رو به ما بدن.
اگر بتونیم این تابش‌ها رو شناسایی کنیم، شاید بتونیم سر از کار گرانش کوانتومی (quantum gravity یعنی جایی که گرانش و مکانیک کوانتوم با هم قاتی میشن و فعلاً کلی سوال حل‌نشده داره) و ساختار واقعی فضا-زمان دربیاریم. مثلاً شاید بفهمیم آیا واقعاً مدل استاندارد نقص داره یا باید دنباله ذرات یا پدیده‌های ناشناخته دیگه‌ای باشیم.
البته هنوز این خورده‌سیاه‌چاله‌ها واقعا دیده نشدن و کلی ابهام هست. مثلاً دقیقاً تو چه شرایطی اصلاً تشکیل میشن؟ چقدر سریع از بین میرن؟ مدل کامل کامپیوتری‌شون هنوز ساخته نشده، ولی محقق‌ها امیدوارن با مدل‌سازی بیشتر و همکاری با مخصوص های رصدخانه بتونن سرنخ بیشتری گیر بیارن.
در مجموع، اگه این لقمه‌های سیاه‌چاله‌ای واقعاً وجود داشته باشن، هم آسمون رو با پرتوهای عجیب و جذاب روشن می‌کنن و هم ممکنه نور بندازن به عمیق‌ترین معماهای کیهان و قوانین بنیادین طبیعت. تا اون موقع باید گوش‌به‌زنگ بمونیم و ببینیم آیا فیزیک جدیدی قراره سر و کله‌ش پیدا شه یا نه!
منبع: +
