سیاه‌چاله مکانی برای نابودی داده است ـــ اما دانشمندان حربه‌ای برای استفاده از آخرین لحظات یافته‌اند که نحوه‌ی اندازهگیری انبساط کیهان را آشکار می‌سازد.
در جدیدترین مطالعه‌ای که در فیزیکال ریویو لترز منتشر شده، دو دانشمند اخترفیزیک دانشگاه شیکاگو به روی روشی برای بررسی چگونگی اندازهگیری برهمکنش سیاهچالهها و تاثیر آن در انبساط کیهان کار می‌کنند ـــ و هم‌چنین چگونگی تطور کیهان؛ هم در اجزای سازنده‌ی آن وهم زمان دقیق آغاز هستی. به ویژه دانشمندان برای درک بهتر سال‌های نوجوانی کیهان در صدد توسعه‌یِ تکنیکی نو هستنند که آن را «چرخ‌آوای طیفی» نامیده‌اند.
بیشتر بخوانید: پوسته‌ٔ یخی قمر اروپا احتمالاً از برف خالص زیرزمینی ساخته شده باشد!
اندازه گیری شکنج فضا-زمان برای درک بهتر انبساط کیهان
بحث دراز دامنی که در محافل علمی در گرفته برای دریافتنِ دقیق چگونگی انبساط کیهان است‌ـــ یا به بیانی همان عددی که «ثابت هابل» نامیده می‌شود. برای این کار، روش‌های متفاوتی در دسترس بوده که جواب‌های متفاوتی را نیز در پی داشته است.
بنابر همین موضوع، دانشمندان در صدد یافتن راه‌های دیگری برای اندازه‌گیزی این میزان هستند. بررسی دقت این عدد بسیار حائز اهمیت است؛ چرا که تاثیری به سزایی در درک اساسی ما از سن، تاریخ و ترکیب هستی در پی خواهد داشت.
پژوهش نویی در همین راستا استفاده از گیرنده‌های ویژه‌ای برای ردگیری پژواک‌های کیهانی ناشی از برخورد دو سیاه‌چاله را روشی مناسب برای محاسبه آن پیشنهاد داده است.
گاه و بی‌گاه دو سیاه‌چاله در هم خُرد می‌شوند که در نوع خود رویدادی بسیار قدرتمند است که به معنای واقعی کلمه، شکنجی در فضا-زمان خلق می‌کند که اطراف و اکناف هستی را در می‌نوردد. اینجا در زمین با رصدخانه‌یِ موج گرانشی با تداخل‌سنج لیزری (لایگو) و رصدخانه‌ی ایتالیایی ویرگو می‌توان چندین شکنج را رصد کرد که ما آن‌ها را امواج گرانشی می‌نامیم.
بیشتر بخوانید: پژوهشگران ادعا می‌کنند که راز خودآگاهی را کشف کرده‌اند!
سد اصلی واسنجی محاسبات است!
لایگو و ویرگو با گذشت سال‌های کمی توانسته‌اند ۱۰۰ جفت از برخورد سیاه‌چاله بیابند. سیگنال ناشی از هر برخورد حاوی اطلاعاتی درباره‌ی بزرگیِ سیاهچالهها به دست می‌دهد. اما سیگنالی که از گوشه وکنار کیهان سفر می‌کند، و مدت زمانی‌که هستی انبساط یافته کمی از مشخصه‌های سیگنال‌ها را تغییر می‌دهد. برای مثال، اگر سیاه‌چاله‌ای بگیرید و آن را در جهان قدیمی‌تر بگذارید سیگنال تغییر می‌کند و این سیاه‌چاله را بزرگتر از آن‌چه که هست، نشان می‌دهد.
اگر دانشمندان راهی بیابند که تغییر سیگنال‌ها را اندازهگیری نماید، آن‌گاه می‌توان نرخ انبساط کیهان را نیز محاسبه کرد. امّا مشکل اصلی واسنجی محاسبات است؛ یعنی خوب از کجا بدانیم که این سیگنال‌ها چه‌قدر از اصل خود فاصله گرفته‌اند؟
هولز و نویسنده‌ی اصلی خوزه ماریا ازکویاگا در مقاله‌ی جدید‌شان پیشنهاد می‌کنند که با استفاده از یافته‌های جدید ما می‌توانند درباره‌ی جمعیت عمومی سیاهچالهها به عنوان ابزار واسنجی استفاده نمایند. برای مثال، شواهد کنونی حاکی از آن است که اغلب سیاه‌چاله‌های شناسایی شده، بین پنج تا ۴۰ برابر جرم خورشید ما هستند. ازکویاگا، عضو پسادکتری انیشتاین ناسا و انستیتوی کاولی در کیهان‌شناسی گفت:
بنابر این با اندازهگیری اجرام سیاه‌چاله‌های نزدیک و درک ویژگی‌هاشان می‌توانیم به دورتر نگاه کرده و ببینیم که تا چه اندازه تغییر کرده‌اند. و این به شما نحوه اندازهگیری انبساط هستی را نشان خواهد داد.
نویسندگان این مقاله این روش را «چرخاوای طیفی» نامیده‌اند که رویکردی تازه بر روش «چرخاوای معیار»ی است که هولز و همکارانش پیش‌تر در آن پیشگام بوده‌اند (این عنوان ارجاعی‌ست به روش «شمع معیار» که هم‌چنان در اخترشناسی استفاده می‌شود). دانشمندان می‌توانند برای نگاه کردن به سال‌های آغازی فضا، به تابش زمینه کیهانی رجوع کنند و حتّی می‌توانند با مشاهده‌ی کهکشان‌های نزدیک به کهکشان خود ما به مطالعه‌ی تاریخ اخیر هستی بپردازند؛ امّا درک دوره‌ی میانی دشوارتر است و دانشمندان به این ناحیه‌‌ی ویژه بیشتر علاقه‌مند هستند.
بیشتر بخوانید: ثبت تصویر از برخورد دو کهکشان در فاصله 60 میلیون سال نوری توسط تلسکوپ جمنای!
چه آینده‌ای در انتظار اخترفیزیک است؟
دلیل هیجان دانشمندان افزایش توانایی‌های لایگو در آینده است، و این روش‌که احتمالاً مهیای وضعیتی خواهد بود که درک نویی را از سال‌های آغازی کیهان ـــ چیزی حدود ده میلیارد سال پیش، برای‌ما به ارمغان بیاورد که پیش‌تر، با روش‌های های دیگر فهم آن بسیار برای‌مان دشوارتر بوده است.
در همین زمان است که ما از ماده‌ی تاریک به انرژی تاریک به عنوان نیروی غالب هستی تغییر نظر دادیم و مطالعه‌ی این گذار مهم بسیار برای‌مان جالب است. ــــ ازکویاگا
یکی از مزایای دیگر این روش کم‌تر شدن عدم قطعیت‌ها و متعاقباً شکاف کم‌تر در دانش علمی ماست. با استفاده از جمعیت سیاهچالهها، این روش می‌تواند خودش را واسنجی کند و مستقیماً به شناسایی و تصحیح خطاها بپردازد.
اما روش‌های دیگری که برای محاسبه‌ی ثابت هابل استفاده می‌شوند متکی بر درک کنونی ما از اخترفیزیک است که به واسط پیچیدگی‌های زیادی که در آن وارد است، اندازه گیری‌های ما می‌توانند غلط انداز باشند چرا که به هر حال چیزهایی هست که ما هنوز نمی‌دانیم. ازکویاگا افزود:
در برابر آن، روش جدید سیاه‌چاله بر نظریه گرانش انیشتین استوار است که مطالعه شده و به خوبی امتحان خود را در آزمایشات گوناگون دانشمندان پس داده است. خوانش بیشتر از سایه‌چاله‌ها دقت این واسنجی را بیشتر خواهد کرد. ترجیحاً به هزاران هزار از این سیگنال‌ها در سال‌های پیش‌رو و شاید حتّی یکی‌دوهه آینده نیاز داریم که به مرحله‌ای برسیم که یادگیری‌مان از هستی کامل‌تر شود.
بیشتر بخوانید:
- اسرار پیدایش زمین با مطالعه‌ی شهاب سنگ مریخی کهن‌سال فاش شد!
- مهندسی مواد و دی‌ان‌ای؛ انقلابی در صنعت الکترونیک در راه است؟
- کشف یک اَبَر زمین زیست‌پذیر که تنها 37 سال نوری با ما فاصله دارد [+عکس]
- پیوند فوتونی راه پژوهشگران برای اینترنت کوانتومی تمام سیلیکونی
- چرا باید قید ایجاد خودآگاهی مصنوعی را بزنیم؟
شما دربارهٔ سنجش سیاهچالهها برای درک بهتر انبساط کیهان چه فکر می کنید؟ نظرات خود را در بخش کامنت‌ها با ما در میان گذاشته و اخبار تکنولوژی را از تکراتو دنبال کنید.
منبع: Phys.org
