قضیه سیاه چاله “استیون هاوکینگ” تائید شد

طبق نظریه سیاهچاله “استیون هاوکینگ” فیزیکدان فقید، ناحیه افق رویداد سیاهچاله هرگز نباید کوچک شود. این نظریه مجموعه‌ای از بینش‌های اساسی در مورد مکانیک سیاهچاله را تقویت می‌کند.

این قانون سیاهچاله پیش‌بینی شده توسط “استیون هاوکینگ” تقریبا مشابه قانون دوم ترمودینامیک – آنتروپی بود که می‌گفت آنتروپی یا درجه اختلال یک جسم نیز نباید هرگز کاهش یابد.

شباهت هر دو نظریه نشان می‌دهد که سیاهچاله‌ها می توانند مانند اجسام حرارتی و ساطع کننده گرما رفتار کنند. در سال ۱۹۷۴، هاوکینگ نشان داد که سیاهچاله‌ها می‌توانند آنتروپی داشته باشند و با در نظر گرفتن اثرات کوانتومی آنها، سیاهچاله‌ها می‌توانند برای مقیاس‌های زمانی بسیار طولانی تابش داشته باشند. دانشمندان نام این پدیده را “تابش هاوکینگ” نهاده‌اند.

تابش هاوکینگ (Hawking radiation) تابش جسم سیاه است که پیش‌بینی می‌شود به خاطر تأثیر کوانتومی در نزدیکی افق رویداد، از سیاه‌چاله تابیده شده باشد. این پدیده به نام “استیون هاوکینگ” نامگذاری شده‌است.

همه چیز با نظریه استیون هاوکینگ در مورد سیاهچاله‌ها آغاز می‌شود و آن این است که مساحت کل افق رویداد سیاهچاله هرگز نمی‌تواند کاهش یابد. با این حال قضیه این ناحیه از نظر منطق ریاضیات حل شدنی است، اما تاکنون دانشمندان تا اولین تشخیص امواج گرانشی توسط رصدخانه موج گرانشی با تداخل‌سنج لیزری، هیچ راهی برای تشخیص آن در برابر طبیعت پیدا نکرده بودند.

بنابر فرض قضیه هاوکینگ محققان نمی‌توانستند اطلاعات لازم در سیگنال (قبل و بعد از ادغام) را برای تعیین اینکه آیا منطقه افق نهایی کاهش نمی‌یابد، انتخاب کنند. “ماکسیمیلیانو ایسی” (Maximiliano Isi) محقق فوق دکترای موسسه علوم اخترفیزیک و تحقیقات فضایی کاولی ام آی تی و دیگر همکارانش تکنیکی را برای استخراج طنین اندازها بلافاصله پس از اوج GW۱۵۰۹۱۴ و در لحظه برخورد دو سیاه چاله والد برای تشکیل یک سیاه چاله جدید ایجاد کردند.

اکنون، تقریباً پنجاه سال بعد، فیزیکدانان دانشگاه ام آی تی و سایر کشورها اکنون قضیه منطقه/ناحیه هاوکینگ (area theorem) را برای اولین بار تأیید کرده‌اند. آنها نگاه دقیق‌تری به GW۱۵۰۹۱۴ (اولین سیگنال موج گرانشی که توسط رصدخانه موج گرانشی تداخل‌سنج لیزری (LIGO) در سال ۲۰۱۵ شناسایی شده است) انداختند.

GW۱۵۰۹۱۴ اولین سیگنال موج گرانشی حاصل از برخورد دو سیاهچاله است که یک سیاهچاله کودک جدید با انرژی زیاد ایجاد می‌کند. دانشمندان مجدداً سیگنال GW۱۵۰۹۱۴ را قبل و بعد از برخورد کیهانی تجزیه و تحلیل کردند و دریافتند که پس از ادغام، کل منطقه افق رویداد کاهش نمی‌یابد.

دانشمندان با استفاده از یک مدل تازه توسعه یافته، جرم و چرخش هر دو سیاهچاله را قبل از ادغام آنها شناسایی کردند. آنها کل ناحیه افق آنها را محاسبه کردند و تخمین زدند که آن تقریبا برابر با ۲۳۵ هزار کیلومتر مربع است.

“ایسی” گفت: داده‌ها نشان می‌دهند که بعد از ادغام منطقه افق افزایش یافته و قانون منطقه / ناحیه با احتمال بسیار بالایی قانع کننده است. نتیجه ما با پارادایمی که انتظار داریم سازگار بوده و درک ما از عمل ادغام پیچیده سیاهچاله را تأیید می‌کند. الگوواره یا پارادایم، سرمشق و الگوی مسلط و چارچوب فکری و فرهنگی است که مجموعه‌ای از الگوها و نظریه‌ها را برای یک گروه یا یک جامعه شکل داده‌اند.

به گزارش ایسنا، اکنون دانشمندان قصد دارند با استفاده از داده‌های رصدخانه موج گرانشی با تداخل‌سنج لیزری لیگو و تداخل‌سنج ویرگو قضیه منطقه هاوکینگ و سایر نظریه‌های قدیمی مکانیک سیاهچاله را آزمایش کنند.