ستارگان خاموش

کلمه Black Hole و یا " سیاهچاله" را برای اولین بار ستاره شناس آمریکایی به نام جان ویلر به کار برده است. ویلر عبارت "سیاهچاله" را برای نمایش مصور نظریه ای که بیش از 200 سال درباره آن بحث شده بود انتخاب کرد. در این مطلب ما عبارت "ستاره خاموش" را برای این منظور برگزیده ایم. برای خواننده فارسی زبان "ستاره خاموش" در واقع همان مفهومی را می رساند که عبارت “Black Hole” برای خواننده انگلیسی زبان. در این مطلب، خواص ستارگان خاموش، چگونگی پیدایش یک ستاره خاموش، انواع ستارگان خاموش، و چگونگی مراحل کشف یک ستاره خاموش را بحث خواهیم کرد.
یک ستاره شناس انگلیسی به نام جان میچل در سال 1873 میلادی، مقاله ای انتشار داد که در آن صحبت از ستارگانی شده بود که هیچ گونه نوری از آنها گسیل نمی گردد. او معتقد بود که نیروی جاذبه این ستارگان آن چنان زیاد است که هیچ جسمی نمی تواند افق آنها را ترک کند. به همین دلیل، نور این ستارگان قبل از این که از افق آنها خارج شود دوباره به سطح ستاره جذب می گردد. همچنین، چند سال بعد دانشمند ریاضی به نام لاپلاس، بر اساس محاسبات دقیق ریاضی که روی فرمول های نیوتن انجام داده بود به این نتیجه رسید که مجموع جرم اجسام مرئی در آسمان کافی نیست تا نیروی جاذبه، جهان را در حال تعادل نگاه دارد. لاپلاس دنبال این مسئله را نگرفت، ولی، با اعتماد کامل گفت: مجموع جرم اجسام مرئی بسیار کمتر از آن است که بتواند جهان را در حال تعادل نگاه دارد.
نظریه میچل فوراً با این مسئله رو به رو شد که اگر هیچ چیز سطح این ستارگان را ترک نمی کند، پس چگونه ما به وجود آن پی می بریم؟ میچل در جواب این سوال می گوید: بهترین دلیل بر وجود این ستارگان همین است که ما در اینجا و بر روی زمین قرار داریم و چنین سوالی می کنیم. او توضیح داد، کمبود جرم لازم برای استقرار تعادل بین اجرام سماوی آنقدر زیاد است که چاره ای جز این نداریم که قبول کنیم اجرام نامرئی فراوانی وجود دارد که تعادل نیروی جاذبه را با چنین نظم معینی به وجود آورده اند. او اضافه کرد که این اجرام نامرئی دارای چنان جرم زیادی هستند، که ممکن است نابودی یکی از آنها در مجاورت منظومه شمسی تعادل منظومه شمسی را بر هم زند و تمامی منظومه شمسی به گوشه ای از جهان پرتاب گردد.
این نکته قابل ذکر است که وجود اجسامی که امروز آنها را ستارگان خاموش می نامیم را اشخاصی مانند لاپلاس و میچل، با اتکاء بر محاسبات ریاضی، پیش بینی کرده اند. به خصوص لاپلاس در نوشته های خود اشاره به اجسام بسیار سنگین و نامرئی در آسمان کرده و می گوید: "چگالی این اجسام باید هزاران برابر بیشتر از چگالی اجسامی باشد که تاکنون شناخته ایم." شرح کوتاهی از چگونگی به وجود آمدن یک ستاره به ما کمک خواهد کرد تا فرایند تبدیل شدن یک یا چند ستاره را به یک ستاره خاموش بهتر درک کنیم.
هنگامی که به درون یک بادکنک می دمیم، نیروی کشش بادکنک در اثر فشار هوایی که در آن دمیده می شود کم می شود و در نتیجه بادکنک بر اثر فشار هوایی که درون آن دمیده می شود بزرگ می گردد. هر کودکی می داند که اگر بیش از حد معینی در بادکنک خود بدمد، بادکنک او خواهد ترکید . یعنی مقاومت فشار هوای داخل بادکنک بیشتر از نیروی مقاومت پلاستیک بادکنک می گردد، آن وقت بادکنک می ترکد. بعد از این که بادکنک ترکید، هم هوای داخل بادکنک به حالت کشش اولیه برمی گردد. فرایند پیدایش یک ستاره دقیقاً شبیه عمل بادکردن و ترکیدن بادکنک است.
وقتی تعادل لازم بین نیروی جاذبه و فشار گاز هیدروژن، که به صورت ابرهای متراکم در فضا سرگردان هستند، وجود نداشته باشد، گاز هیدروژن به درون خود فرو می ریزد. هر چه اتم های هیدروژن با سرعت بیشتری به هم برخورد کنند انرژی بیشتری تولید می کنند تا آنجا که گرمای حاصل از این انرژی می تواند اتم های هیدروژن را با هم ترکیب کرده و از آن گاز هلیم بسازد. عمل ترکیب اتم های هیدروژن آن چنان حرارتی تولید می کند که توده ابر هیدروژن ملتهب می شود. از طرف دیگر ، گرمای بسیار زیاد حاصل از تبدیل گاز هیدروژن بهگاز هلیم فشار گاز را آن چنان زیاد می کند که بین نیروی جاذبه و فشار گاز تعادل نسبی برقرار می شود. وفتی این توده عظیم گاز با نیروی جاذبه متعادل شود، ستاره تازه ای به وجود می آید. باید توجه داشت، فرایند پیدایش یک ستاره بین صد میلیون سال طول می کشد.
برای این که یک ستاره نوزاد به حیات خود ادامه دهد، بایستی بین فشار گازهای ملتهب سطح ستاره، نیروی جاذبه ای که در فضای اطراف ستاره وجود دارد، و نیروی جاذبه خود ستاره یک تعادل پایدار برقرار شود. این تعادل، به خاطر بالا رفتن دما، التهاب گازها، و ازدیاد فشار گازها به وجود می آیند. در این حال، اگر گازها دوباره سرد گردند، فشار آنها گرم شده و در نتیجه تعادل بین فشار گاز و نیروی جاذبه به هم می خورد. پس لازم است، ستاره به طور دائم سوخت لازم برای ایجاد دمای مورد نیاز جهت ایجاد تعادل بین فشار گاز و نیروی جاذبه را، فراهم کند. این سوخت لازم همان انبوه گاز هیدروژنی است که ستاره را به وجود آورده است. از آنجا که، جرم هیچ ستاره ای نمی تواند بی نهایت باشد، هر ستاره ای پس از مدت زمان معینی دیگر قادر به تهیه سوخت لازم برای گرم نگاه داشتن گازهای سطح خود نخواهد بود. در چنین حالتی گازها شروع به سرد شدن می کنند و ستاره سرنوشت دیگری پیدا خواهد کرد. یک دانشمند هندی به نام سوبرامانیان چانداراشکر این سرنوشت را به نحو احسن تعریف کرده است، که ما در قسمت بعد به توصیف نظریه او می پردازیم.
مطلبی که لازم است تذکر داده شود، طول عمر یک ستاره است. همان طور که دوران تولد یک ستاره بین ده تا صد میلیون سال طول می کشد، عمر یک ستاره نیز بسیار طولانی است. برای روشن شدن این مطلب بهتر است خورشید خودمان را در نظر بگیریم. خورشید یکی از میلیون ها ستاره ای است که با روشی که تشریح شد به وجود آمده است. خورشید از نظر جرم و وزن در رده میانی ستارگان قرار دارد. یعنی خورشید نه جزء ستارگان کوچک است و نه از دسته ستارگان بزرگ. اگر همه ستارگان را بر اساس وزن و حجم به ده رده تقسیم کنیم، خورشید در رده چهار یا پنج قرار خواهد گرفت. جرم فعلی خورشید بیش از سی هزار برابر جرم زمین است و حجم آن یک میلیون و سیصد هزار برابر زمین است. از عمر خورشید تقریباً پنج بیلیون سال می گذرد و هنوز در عنفوان جوانی است. دوران تولد خورشید زمانی بین 10 تا 27 میلیون سال طول کشیده است. دمای خورشید در نزدیکی مرکز آن به 40 میلیون درجه سانتیگراد می رسد و در سطح آن در حدود 15 هزار درجه سانتیگراد است. در طول 5 بیلیون سالی که خورشید در حال تعادل بوده است، نیمی از جرم خود را تبدیل به گرما کرده است. جرم فعلی خورشید معادل 2.19 × 1027 تن است که این جرم کافی است تا 5 بیلیون سال دیگر خورشید را در حال تعادل و به صورت فعلی نگاه دارد و پس از 5 بیلیون سال خورشید دیگر گاز کافی برای سوزاندن نخواهد داشت و امکان دارد که به ستاره ای خاموش تبدیل گردد.
سرنوشت ستارگان خاموش
در پاییز سال 1927 میلادی دانشجوی جوانی به نام سوبرامانیان چانداراشکر با کشتی از سمت جزایر اقیانوس هند، عازم انگلستان شد تا زیر نظر آرتور ادینگتون، ستاره شناس به نام روز، تحصیلات دوره دکترای خود را در دانشگاه آکسفورد شروع کند. ادینگتون یکی از کسانی بود که در نظریه نسبیت عام تخصص داشت.
چاندارشکر در طول سفر دریایی خود به این مسئله فکر می کرد که یک ستاره چه اندازه باید بزرگ باشد – چه از نظر حجم و چه از نظر جرم – تا بتواند بعد از آن که سوختش تمام شد خود را در مقابل نیروی جاذبه خودش حفظ کند. همان طور که می دانیم تعادل میان جاذبه یک ستاره و فشار گازهایی که ستاره را تشکیل می دهند بر اثر گرمای زیاد گازها به وجود می آید. لذا، هر ستاره ای برای حفظ تعادل بین نیروی جاذبه خود و فشار گازهای خود باید به طور مداوم مقدار زیادی از جرم خود را به مصرف سوخت برساند تا دمای گازها را در حد لازم نگاه دارد. از طرف دیگر به همان نسبت که از جرم ستاره بر اثر سوختن کم می شود از نیروی جاذبه آن هم کم می شود و در نتیجه سوخت کمتری لازم است تا تعادل را نگاه دارد. سوال چاندراشکر این بود که اگر سوخت ستاره تمام و گازها سرد شوند چه چیزی دیگری می تواند تعادل بین فشار گاز و نیروی جاذبه را حفظ کند به گونه ای که مانع از فروریختن ستاره در خود شود. وقتی ستاره ای کوچک می شود، از یک طرف، ذرات مادی آن ستاره به هم نزدیک می شوند و از طرف دیگر، بر اساس اصل طرد، این ذرات با سرعت بسیار زیاد از هم دور می شوند. چرا که، در غیر این صورت، امکان ترکیب آنها وجود خواهد داشت.این سرعت باعث خواهد شدکه ستاره گسترش یابد و اگر گسترش ادامه پیدا کندبه جایی می رسد که دیگر گسترش لازم نیست و ذرات به اندازه ای از هم دور هستند که دیگر برخورد و ترکیب آنها وجود نخواهد داشت. از طرف دیگر، این گسترش به خودی خود نمی تواند ادامه پیدا کند و جاذبه ستاره بر روی سرعت ذرات اثر می گذارد و از ازدیاد بی حد سرعت آنها جلوگیری می کند. لذا، به جایی می رسیم که تعادل لازم بین نیروی جاذبه ستاره و انرژی حاصل از حرکت ذرات مادی ستاره به وجود می آید در نتیجه، یک ستاره می تواند قطر خودش را در یک حد معین حفظ کند. چانداراشکر متوجه شد که نیروی واکنش که بر اساس اصل طرد به وجود می آید و ذرات مادی ستاره را به سرعت از هم دور می کند می بایست دارای حدی باشد. چون هیچ جسمی نمی تواند سریع تر از نور حرکت کند، حداکثر نیروی لازم برای به حرکت درآوردن ذرات مادی ستاره نیرویی است که ذرات مادی ستاره را با سرعتی معادل سرعت نور به حرکت در آورد. حال اگر ستاره به آن اندزه مترکم گردد که برای خنثی کردن نیروی جاذبه ستاره و ایجاد تعادل در آن ستاره ذرات مادی مجبور باشند با سرعتی مساوی یا بالاتر از سرعت نور حرکت کنند، ستاره دیگر نمی تواند خودش را در مقابل نیروی جاذبه خودش حفظ کند و به درون خود سقوط خواهد کرد. بر اساس این فرض بود که چانداراشکر تصمیم گرفت جرم یک ستاره سرد را به گونه ای محاسبه کند که ستاره تواند خود را در مقابل نیروی جاذبه خودش در حال تعادل نگاه دارد.
نتیجه محاسبه های او امروز به حد "چانداراشکر" است و برابر است با جرمی معادل یک برابر و نیم جرم فعلی خورشید. ستارگان سردی که جرم آنها از حد چاندارا شکر کمتر است تبدیل به ستارگان بسیار متراکمی می شوند که دارای قطری در حدود 15 هزار کیلومتر هستند و چگالی آنها بیش از صدها تن است. این ستارگان موسوم به کوتولههای سفید هستند. این ستارگان قادرند تعادلی بین نیروی جاذبه خود و نیروی حاصل از سرعت ذرات مادی خود به وجود آورند که در این حد متراکم باقی بمانند و از این متراکم تر نگردند. تاکنون تعداد فراوانی از کوتوله های سفید مشاهده شده اند. یکی از اولین کوتوله های سفید که وجودش ثابت شده است هـمـان سـتـاره ای اسـت که به دور سیـروس (Sirius)، که یکـی از روشن ترین ستارگان است، می چرخد.
سیروس بعد از پروکسیما نزدیکترین ستاره به زمین است و فاصله اش تا زمین معادل 7/8 سال نوری است. جرم این ستاره 4/2 برابر جرم خورشید است. دمای سطح سیروس بیش از دمای سطح خورشید است. ستاره شناس آلمانی بنام فردریک ویلهلم بسل در سال 1844 میلادی با مشاهده مسیر حرکت سیروس بر این عقیده شد که این ستاره باید جرمی شبیه به سیاراتی که خورشید را دور می زنند داشته باشد که او را همراهی کنند. 18 سال بعدستاره شناس آمریکایی به نام الوان کلارک توانست وجود چنین همدمی را برای سیروس ثابت کند. بعدها معلوم شد که این همدم سیروس یکی از همان کوتوله های سفید است.
حد چانداراشکر وضع ستارگان خاموشی را که جرم آنها از 5/1 برابر جرم خورشید بیشتر است روشن نمی کند. بعد از انتشار نظریه چانداراشکر یک دانشمند روسی به نام لاندائو برای ستارگان خاموشی که جرم آنها تقریباً دو برابر خورشید است اما حجم آنها بسیار کوچکتر از کوتوله های سفید است سرنوشت دیگری را پیش بینی کرد. او معتقد بود، این ستارگان بر اثر ازدیاد سرعت نوترون ها و پروتون های خود به حال تعادل در می آیند. لاندائو نام این گونه ستارگان را ستارگان نوترونی گذاشت. بنابراین، کوتوله های سفید سرنوشت نهایی ستارگان خاموشی هستند که جرمی کمتر از 5/1 برابر جرم خورشید را دارا هستند، ستارگان خاموشی که دارای جرمی بین 5/1 تا 2 برابر جرم خورشید هستند به ستارگان نوترونی تبدیل خواهند شد. اما سرنوشت بقیه ستارگان خاموش که جرم آنها از دو برابر جرم خورشید بیشتر است نامعلوم می ماند. ناگفته نماند که سال ها بعد از آن که لاندائو وجود ستارگان نوترونی را پیش بینی کرده بود، اولین ستاره نوترونی کشف شد. مسئله قبول حد چانداراشکر آنچنان بغرنج شده بود که استاد وی از قبول نظریه او خودداری کرد. این مسئله بیشتر به دلیل آن بود که ادینگتون، که استاد مسلم نظریه نسبیت عام بود، واهمه عجیبی داشت که مبادا پذیرفتن نظریه چانداراشکر اصول نظریه نسبیت عام را در هم بریزد. به خصوص، در زمانی که چانداراشکر و لاندائو نظریه خود را اعلان کردند، اینشتن و ادینگتون، دو نفر از مشهورترین دانشمندان جهان، در قید حیات بودند. و مهمتر از همه، هیچ یک از این دو نفر عقیده نداشتند که ممکن است ستاره ای آنقدر به درون خود سقوط کند که به نقطه ای با جرم مخصوص بی نهایت تبدیل گردد. گرچه چانداراشکر چنین مطلبی را اظهار نکرده بود، اما سکوت او در مورد ستارگان خاموشی که سنگین تر از 2 برابر خورشید هستند، به طور غیر مستقیم، گویای این بود که این ستارگان تحت نیروی جاذبه خود تا بی نهایت در درون خود سقوط خواهند کرد. چانداراشکر در مقابل مخالفت سرسخت دو نفر از مشهورترین دانشمندان روز قرار گرفت، در نتیجه نظریه او در مجامع علمی مورد قبول واقع نشد و حتی او برای گرفتن درجه دکترای خود مجبور شد در رشته دیگری از اختر فیزیک به تحقیق ادامه دهد. اما در سال 1983 میلادی چانداراشکر به خاطر تحقیق خود در مورد ستارگان خاموش و پیش بینی کوتوله های سفید که حالا وجود آنها کاملاً ثابت شده بود، موفق به دریافت جایزه نوبل در فیزیک گردید.
یکی از دانشمندان آمریکایی به نام اوپنهایمر برای اولین بار، در سال 1939 میلادی نظریه ای در مورد سرنوشت ستارگان سردی که جرم آنها از حد چانداراشکر بیشتر بود ارائه داد. خلاصه نظریه او به این شرح است که این ستارگان اثری از خود باقی نمی گذارند به گونه ای که ما بتوانیم با وسائل موجود امروزی به وجود آنها پی ببریم. به دلیل پیش آمدن جنگ جهانی دوم و معطوف شدن نظر دانشمندان به دانش اتمی، مسئله سرنوشت ستارگان سرد و خاموش برای مدتی طولانی کنار گذاشته شد.در دهه 1960 میلادی، با پیدایش دستگاههای مدرن نجومی، تعداد زیادی از دانشمندان علم نجوم دوباره به تحقیق درباره نظریه اوپنهایمر و چانداراشکر پرداختند. در این دوره نظریه اوپنهایمر به صورت زیر تعمیم داده شد:
ستارگانی که سوخت آنها رو به اتمام است بر اثر ازدیاد نیروی جاذبه مسیر نور را تغییر می دهند. مخروط نور که نمایشگر نوری است که از راس آن گسیل می گردد به سمت داخل کشیده می شود و به سطح ستاره نزدیک می گردد ( این پدیده در زمان خسوف کامل در مورد نور ستارگان بسیار دور دیده شده است). در حالی که ستاره متراکم تر می شود، نیروی جاذبه در سطح ستاره بیشتر می شود و در نتیجه مخروط نور گسیل شده از ستاره بیشتر به درون و به سمت سطح ستاره جذب می شود تا آنجا که دیگر نور نمی تواند از سطح ستاره جدا گردد. یعنی نور گسیل شده از ستاره قبل از این که بتواند از سطح افق ستاره خارج گردد دوباره جذب خود ستاره می شود. محبوس شدن نور در سطح ستاره به دلیل جاذبه بیش از حد ستاره می شود. تراکم ستاره، فرو ریختن، و تجمع ماده در مرکز ستاره، نیروی جاذبه ستاره را تا آنجا زیاد می کند که سرعت بسیار زیاد نور هم کافی نیست تا نور را از سطح ستاره جدا کند. از طرف دیگر، چون هیچ چیز سریع تر از نور حرکت نمی کند، نتیجه می شود که هیچ علامتی که حاکی از وجود این گونه ستاره ها باشد از سطح ستاره خارج نخواهد شد. وجود این نوع ستارگان خاموش را فقط از طریق غیر مستقیم می توان ثابت کرد. این حد بی نهایت سرنوشت یک ستاره خاموش است که ما آن را نقطه "مرگ ستاره" می نامیم. در این مرحله جرم ستاره که موجودیت آن را در بر دارد از بین نرفته است، بلکه آثار موجودیت آن را در بر دارد از بین نرفته است، بلکه آثار موجودیت ستاره به شکلی که برای ما قابل مشاهده باشد از میان رفته است. ما می گوییم زمان برای این گونه ستارگان از دید یک مشاهده کننده خارجی، به پایان می رسد. این گونه ستارگان خاموش را سیاهچاله می نامیم. همان طور که می دانیم بر اساس نظریه نسبیت عام زمان مطلق و مکان مطلق وجود ندارد. زمان برای مشاهده کننده ای که در فضای بسیار دور از یک ستاره خاموش است با زمان برای مشاهده کننده ای که در سطح ستاره خاموش است متفاوت است. مثال زیر به روشن شدن این مطلب کمک می کند.
فرض کنید، یک سفینه فضایی برای مشاهده یک ستاره بسیار سنگین، که در حال خاموش شدن است، به آن ستاره فرستاده شده است. وقتی سفینه به نزدیکی آن ستاره می رسد، یک نفر را، برای مشاهده از نزدیک، به سطح ستاره می فرستیم و سفینه از را دور با این شخص با امواج رادیویی، در تماس است. همچنین، فرض کنید، شرایط خاموش شدن ستاره آن چنان است که درست در ساعت 12 ( بر اساس ساعتی که به دست ستاره شناسی است که روی ستاره ای که در حال خاموش شدن است قرار دارد) نیروی جاذبه این ستاره به جایی می رسد که دیگر هیچ گونه موجی نمی تواند از میدان جاذبه این ستاره بیرون برود. از طرف دیگر، فرض کنید، قرار است شخصی که روی سطح ستاره است، در راس هر یک ثانیه یک علامت رادیویی به اشخاصی که در سفینه فضایی هستند بفرستد. آنهایی که در سفینه فضایی هستند متوجه می شوند علائمی که از همکارشان فرستاده می شود رو به کندی می رود. مثلاً علامتی که ساعت 11 و 49 دقیقه 59 ثانیه دریافت کرده اند فاصله اش تا علامت بعدی به جای یک ثانیه مثلاً یک ثانیه و یک دهم ثانیه است. پس علامت بعدی را در ساعت 11 و 50 دقیقه و یکدهم ثانیه دریافت می کنند. به همین ترتیب ، علامت بعدی کمی کندتر از علامت قبلی به سفینه می رسد. فرض کنید، آخرین علامت را افراد سفینه فضایی در ساعت 11 و 59 دقیقه و 59 ثانیه دریافت کنند. آنها دیگر علامتی از دوست خود دریافت نخواهند کرد حتی اگر میلیونها سال معطل بمانند. علت تاخیرهای اولیه در رسیدن امواج رادیویی به سفینه، ازدیاد نیروی جاذبه ستاره است. زمان رسیدن امواج رادیویی هر لحظه کندتر می شود، امواج رادیویی به فاصله یک ثانیه از هم فرستاده می شوند. اما، در سفینه فضایی فاصله بین دریافت امواج رادیویی یکی پس از دیگری زیادتر می شود تا آنجا که موجی درست در ساعت 12 از روی ستاره خاموش فرستاده می شود هرگز به سفینه فضایی نمی رسد. پس دیده می شود که از نظر آنهایی که در سفینه فضایی هستند زمان برای دوستشان که روی ستاره در حال خاموش شدن ایستاده، متوقف شده است. زیرا اگر زمان متوقف نشده بود، او باید ساعت 12 و یک ثانیه علامت بعدی را می فرستاد و به همین ترتیب فرستادن علائم را ادامه می داد. پس معلوم می شود که زمان بعد از ساعت 12 روی این ستاره ایستاده است. اما، از طرف دیگر، اگر شخصی که در سطح ستاره خاموش است بدنش و ساعت دستش در مقابل نیروی جاذبه ستاره خاموش مقاومت داشته باد، اصلاً متوجه ایستادن زمان نخواهد شد و درست در راس هر یک ثانیه علامت رادیویی خود را به سفینه می فرستد. توجه داشته باشید که این مثال، کاملاً تخیلی است. در حقیقت، میزان جاذبه در ستارگان خاموش آنقدر زیاد است که اگر در عالم تصور فکر کنیم که انسانی روی چنین ستاره ای ایستاده است، اختلاف فشار بین کف پای او و سرش آنقدر زیاد است که این انسان باریکتر از نخ می شود.
وضعیت نهایی ستارگان خاموش
در سال 1967 میلادی انقلابی در مورد ستارگان خاموش به وجود آمد و سر دسته این انقلاب شخصی به نام اسرائیل بود. اسرائیل در برلین به دنیا آمده بود، در آفریقای جنوبی بزرگ شد، و دکترای خود را در ایرلند گرفت و بعد تابعیت کانادا را پذیرفت. و در مطالعات خود نشان داد که ستارگانی که دوران نمی کنند، پس از خاموش شدن، شکل کاملاً کروی خواهند داشت و حجم آنها به جرم آنها بستگی خواهد داشت. توجه داشته باشید که نظریه اسرائیل تنها وضع ستارگان خاموشی را معین می کند که قبل از خاموش شدن دارای حرکت دورانی نبوده اند، ولی در مورد ستارگان خاموشی که قبل از خاموش شدن دارای حرکت دورانی بوده اند چیزی نمی گوید. نظریه اسرائیل با مخالفت های فراوان روبرو شد. حتی، خود اسرائیل هم اطمینان زیادی به نظریه اش نداشت تا این که راجر پنروز و دیگر دانشمندان، نظریه او را با محاسبات ریاضی که متکی بر نظریه نسبیت عام بود تایید کردند.
شخص دیگری به نام کر، از اهالی نیوزلند، معادله های نسبیت عام را برای ستارگان چرخان حل کرد و نتیجه محاسبه های او این بود که ستارگان چرخان زمانی که به ستاره ای خاموش تبدیل می شوند باز هم به گردش خود ادامه می دهند و شکل نهایی آنها تابعی از سرعت گردش و جرم آنها است بعداً نظریه کر در مورد ستارگان بدون دوران نیز تعمیم داده شد و این تعمیم را چندین نفر از جمله هاوکینگ و کارتر از استادان دانشگاه کمبریج لندن، و رابینسون، از دانشگاه لندن، انجام دادند. امروزه اکثر دانشمندان معتقد هستند که وضعیت نهایی ستارگان خاموش تنها تابع دوران و جرم آنها است و ربطی به این که ستاره از چه موادی تشکیل شده ندارد.
قبل از آن که کسی به دلایل فیزیکی و آزمایشگاهی وجود ستارگان خاموش را ثابت کرده باشد، قسمت اعظم نظریه های مربوط به آنها بر اساس محاسبات ریاضی بود. در سال 1963 میلادی یک ستاره شناس به نام اشمیت تغییر نور ستاره ای را که در حال چشمک زدن بود ( یعنی داشت نورش به آخر می رسید ) اندازه گرفت. او متوجه شد که این انتقال به سرخ نور، شبیه آنچه بر اثر نیروی جاذبه خورشید انجام می شود نیست. برای انتقال به سرخ نور، با شدتی که اشمیت مشاهده کرده بود، جاذبه ای بیش از یکصد برابر جاذبه منظومه شمسی لازم بود. نتیجه ای که اشمیت از آزمایش خود گرفت این بود که منبع نور بایستی از زمین بسیار دور باشد و در مسیر آن نه تنها یک ستاره خاموش بلکه دسته ای از ستارگان خاموش که در هم ادغام شده اند وجود داشته باشد. چشمه این نور و نورهای دیگری که بعداً کشف شدند آن قدر از ما دور بودند که با لوازم آن روز قابل مطالعه نبودند. بالاخره، در سال 1967 میلادی اولین ستاره خاموش از نوع ستارگان خاموش نوترونی کشف شد. این کشف به وسیله امواج رادیویی صورت گرفت که هنوز معلوم نیست به چه دلیل از افق جاذبه این ستاره فرار کرده و به ما رسیده بودند. یاد آور می شویم که حتی با وسایل امروزی هم تنها از راه غیر مستقیم می توان به وجود ستارگان خاموش پی برد.
یکی از روشهای غیر مستقیم برای اثبات وجود ستارگان خاموش بررسی و مقایسه جرم موجود در یک فضای محدود برای تایید دوران یک یا چند ستاره در مدارهای معین با جرم لازم برای دوران این ستارگان با توجه به معادله های ریاضی است. از آنجا که می دانیم صحت معادله های ریاضی قبلاً ثابت شده است بایستی یکی از دو حالت زیر وجود داشته باشد. حالت اول این است که یک یا چند ستاره دیگر در فضای محدود مورد نظر وجود دارد که به علت کمی نور قابل روئت نیستند و جرم این ستارگان کم نور کمبود جرمی را که معادلات ریاضی تعیین کرده اند نسبت به جرم لازم برای تعادل تامین می کند. حالت دوم این است که فرض کنیم تعدادی از ستارگان خاموش از نوع کوتوله های سفید یا نوترونی در این فضای محدود وجود دارد که کمبود جرمی را که برای تعادل لازم است تامین می کنند.
اخیراً ستاره ای از ستارگان خاموش از نوع سیاهچاله ها کشف شده است که مقدار زیادی پرتو ایکس از آن گسیل می شود. این ستاره خاموش و ستارگان روشن اطراف آن را با نام دستگاه پرتو 1-x می خوانند. دانشمندان بر این باورند که پرتوهای ایکس موجود از اجسامی که با سرعت بسیار زیاد به سمت سیاهچاله سقوط می کنند گسیل می گردد. این اجسام از سطح ستارگان غیر خاموش این دستگاه جدا می شوند و با سرعتی بسیار زیاد به طرف ستاره خاموش این دستگاه جذب می شوند و حرکتی حلزونی ایجاد می کنند. شدت حرکت و میزان دمای این اجسام آنقدر زیاد می شود که از خود پرتو ایکس گسیل می کنند. دانشمندان با مشاهده مسیر ستارگان قابل رؤیت دستگاه 1-x و محاسبه های لازم به این نتیجه رسیده اند که ستاره خاموش این سیستم باید جرمی لااقل 6 برابر جرم خورشید داشته باشد. چون این مقدار خیلی بیشتر از آن است که این ستاره خاموش از نوع کوتوله های سفید و یا ستارگان نوترونی باشد، نتیجه می گیرند که این ستاره باید یک ستاره خاموش از نوع سیاهچاله باشد. فرض اینکه این ستاره از نوع ستارگان کم نور است با محاسبات ناسازگار است. زیرا فرض کنیم که این ستاره یک ستاره کم نور است حجم آن باید آنقدر زیاد باشد که مدار ستارگان قابل رؤیت دستگاه 1-x را در بر گیرد. علاوه بر دستگاه 1-x تاکنون دستگاه های دیگری از این نوع، هم در کهکشان سحابی و هم کهکشان های دیگر کشف شده اند. وقتی به تاریخ طولانی عالم نگاه کنیم لاجرم به این نتیجه می رسیم که تعداد ستارگان خاموش از هر نوعی که باشند بسیار فراوان است. بعضی عقیده دارند که تعداد ستارگان خاموش و غیر قابل رؤیت باید به مراتب از تعداد ستارگان قابل رؤیت هستند بیشتر باشد. تعداد ستارگان قابل رؤیت راغ در کهکشان سحابی به یک صد بیلیون تخمین می زنند. گردش کهکشان سحابی با این عظمت را تنها می توان با وجود جاذبه ستارگان خاموش در فضای ماوراء کهکشان سحابی توضیح داد. در غیر این صورت، چه نیرویی می تواند این جثه عظیم را به حرکت در آورد!؟ باید توجه داشت، مجموع جرم ستارگان قابل رؤیت در خارج کهکشان سحابی کافی نیست که کهکشان سحابی را به گردش در آورد.
دانشمندان با نصب دستگاه های گیرنده فروسرخ و امواج رادیویی در نقاط مختلف زمین و مشاهده امواجی که به این دستگاه ها می رسند، به این نتیجه رسیده اند که باید در مرکز کهکشان سحابی، ستاره ای خاموش یا دسته ای از ستارگان خاموش که به هم آمیخته شده اند وجود داشته که دارای جرمی معادل یک صد هزار برابر جرم خورشید، باشد. ستارگانی که در مسیر حرکت خود مجبور می شوند از نزدیکی این ستاره خاموش بگذرند، بر اثر اختلاف نیروی جاذبه ای که بین این ستاره خاموش و ستاره رهگذر وجود دارد، منفجر شده و قسمت اعظم مواد و گازهای حاصل از انفجار آنها در مسیری حلزونی به سمت ستاره خاموش نزول می کند. بر اثر سرعت این سقوط و گرمایی که تولید می شود امواج فروسرخ و امواج رادیویی تولید می شوند، که همان امواجی هستند که دستگاه های گیرنده در نقاط مختلف زمین ، با یک شدت و به یک شکل ضبط کرده اند.
آخرین سؤالی که مطرح می شود این است که سرنوشت ستارگان خاموشی که از خورشید بسیار سبک تر هستند چه می شود؟ این ستارگان جرم کافی برای این که تمامی مواد خود را به درون خود جذب کنند و به یک ستاره خاموش از نوع کوتوله های سفید، یا ستاره های نوترونی و یا سیاهچاله درآیند، ندارند. در حال حاضر، عقیده ای که از عقاید دیگر معتبرتر است این است که وقتی این ستارگان خاموش می شوند بههمان شکل باقی می مانند و حرکت آنها نیز تغییر نمی کند. مگر این که بر اثر بر خورد با ستاره ای بسیار سنگین تر از خودشان ( میلیون ها برابر سنگین تر ) آن چنان در خود فرو ریزند که در ردیف ستارگان خاموش از نوع سبک درآیند، و یا در فضا متلاشی گردند و به صورت غباری در فضا پخش شوند، و یا جذب ستارگان خاموشی گردند که به آنها نزدیک می شوند. اگر فرضیه ستارگان خاموش بسیار سبک، که می توان آنها را از نوع چهارم ستارگان خاموش نام نهاد، درست باشد، این ستارگان مربوط به دوران اولیه جهان هستند که بر اثر حرارت زیاد و فشار گازها به وجود آمده اند.
در این مطلب به کرات از فروریختن ستارگان به درون خود و چگالی های چند صد تن تا میلیون ها تن صحبت کردیم. قبل از پایان این مطلب لازم است نشان دهیم چگونه می توان جسمی را تصور کرد که چگالی آن یک صد میلیون تن باشد. همان طور که می دانید، چگالی یک جسم عبارت است از جرم یک سانتیمتر مکعب از آن جسم . وقتی می گوییم چگالی ستارگان خاموش از نوع سیاهچاله در حدود یک صد میلیون تن است، به این معنا است که یک سانتیمتر مکعب از این ستارگان جرمی معادل یک صد میلیون تن دارد. در اینجا می خواهیم شما نشان دهیم که چگونه ایجاد چنین جسمی ممکن است. همان طور که می دانیم جرم یک اتم در هسته آن اتم متمرکز است و مابقی حجم یک اتم فضای خالی است ( به استثنای یک تا چند الکترون که در مدارهای دایره شکل به دور هسته اتم می گردند. لیکن، این الکترون ها جرم چندانی ندارند). ساده ترین ساختار اتمی، ساختار اتم هیدروژن است که دارای یک الکترون است و تصادفاً هیدروژن یکی از گازهایی است که به مقدار فراوان در تمام ستارگان روشن وجود دارد. فرض کنید، یک اتم هیدروژن در کره ای به حجم یک واحد ( مهم نیست که این واحد چه اندازه ای نسبت به مقدار اندازه گیری متریک ما داشته باشد ) جا گرفته است در این کره یک هسته اتم هیدروژن و یک الکترون وجود دارد که مدار گردش الکترون درست بر سطح داخلی این کره چسبیده است ( دقت کنید می خواهیم فضایی بیشتر از آنچه که لازم است در نظر نگرفته باشیم ). نسبت حجم خالی فضای کره ای که اتم هیدروژن را در بر دارد به نسبت حجمی که هسته اتم هیدروژن در این کره اشغال کرده است برابر است با یک تریلیون ( یعنی رقم یک با 12 صفر در جلوی آن ) است. این بدان معناست که این امکان وجود دارد که یک اتم هیدروژن را که از سبک ترین اتم های موجود است به اندازه یک تریلیون برابر فشرده تر کرد. در صورتی که تعداد الکترون های یک اتم بیشتر باشد نسبت حجمی که هسته اتم گرفته است، به مراتب از یک تریلیون بیشتر خواهد شد. بنابراین، وقتی می گوییم ستاره ای شروع به فرو ریختن می کند ، به این معناست که فضای خالی بین اتم های اجسامی که ستاره را تشکیل می دهند کاهش می یابد. هر چه نیروی جاذبه بیشتر شود این انقباض بیشتر خواهد شد و هر چه انقباض بیشتر گردد نیروی جاذبه بیشتر خواهد شد. حال، فرض کنید، تراکم به جایی برسد که ما نصف فضای خالی بین اتم ها را با اتم های دیگر پر کنیم، یعنی، اتم ها را در هم بفشاریم. در این صورت چگالی جسم را می توان به اندازه 500 بیلیون برابر افزایش داد. به این ترتیب، جسمی که چگالی آن یک گرم است، با پر کردن نیمی از فضای خالی بین اتم های یک جسم، می توان چگالی آن را به پانصد هزار تن رسانید. پس وجود چگالی های زیاد نه تنها غیر ممکن نیست بلکه کاملاً امکان پذیر و عملی است.
منبع : سیری کوتاه در سر گذشت عالم / فصل پنجم / ستارگان خاموش / نوشته دکتر علی بهفروز

جستجوی اجرامی شگفت انگیزتر از سیاهچاله ها

می‌دانیم که سیاهچاله‌ها پیش از این در دسته اجرامی بسیار ناشناخته و رازآمیز قرار داشتند. تصوری که از این اجرام وجود دارد، اینگونه است که جسمی بسیار کوچک جرمی معادل جرم چندین خورشید را در نقطه‌ای فشرده کرده است. اما موضوع این خبر٬ کشف جرمی شگفت انگیزتر از سیاهچاله‌ها است. نظریه تکینگی بدون پوشش (naked singularity)، حاکی از آن است که سیاهچاله آنقدر سریع به دور خود می‌گردد که در نهایت با فقدان افق رویداد مواجه می‌شود. سياهچاله‌ها زمانی شکل می‌گیرند که ماده‌ی ستاره‌ای بزرگ بر روی خود فرو بریزد، و در این حین، فشار لازم به طرف خارج برای خنثی کردن نیروی گرانشی که به طرف داخل وارد می‌شود، وجود نداشته باشد. از این رو فشار گرانش به سایر نیروهای داخلی غلبه می‌کند و سیاهچاله تا بینهایت در خود فرو می‌ریزد. در این صورت نیروی گرانشی به قدری زیاد می‌گردد که حتی نور نیز نمی‌تواند از آن بگریزد. در نهایت سیاهچاله در پوششی تاریک از خودش احاطه می‌شود که ما آن را افق رویداد می‌نامیم. اجرام و تابش‌ها هنگام رد شدن از افق رویداد ناگزیر به سمت سیاهچاله کشیده می‌شوند. به همین دلیل ما آن ها را نمی‌بینیم و سیاه می‌نامیم. تمام سیاهچاله‌های کشف شده تا‌کنون ، دارای چرخش به دور خود بوده‌اند. گاهی آنقدر زیاد که به بیش از ۱۰۰۰ دور در ثانیه می‌رسید. اما در این نظریه جدید، اگر شما سیاهچاله‌ای را بیابید که سرعت گردش به دور خودش بسیار زیاد باشد، در آن صورت مقدار حرکت زاویه ای چرخشش، بر نیروی گرانش حاصل از جرمش غلبه می‌کند و می تواند افق رویداد را کاهش دهد و یا از بین ببرد و سیاهچاله را بدون پوشش کند. اما سیاهچاله‌ای با ۱۰ برابر جرم خورشید، به سرعت چرخشی بیش از چند هزار دور بر ثانیه نیاز دارد.
مطابق با نتایج تحقیقات دانشگاه‌های «دوک» (Duke) و «کمبریج» (Cambridge)، جرمی با چنین مشخصاتی را می‌توان در لنزهای گرانشی کشف نمود. لنز گرانشی قسمتی از فضا است که در آن جسمی با جرم زیاد مانند سیاهچاله وجود دارد و با توجه به نیروی گرانشی که دارد مانند یک عدسی طبیعی عمل می‌کند، و نورهای رسیده از فواصل دور را خمیده و در نهایت کانونی می‌کند. اگر نتایج این تحقیقات درست باشد، اخترشناسان می‌توانند چنین اجرامی را که در نظریه جدید پیش بینی شده ثبت و شناسایی کنند.

منابع: Wired Science و Universe Today

سیاهچاله

سیاه چاله چیست؟
به طور ساده سیاه چاله قسمتی از فضا است که جرم متمرکز بسیار زیادی دارد بطوری که هیچ جسمی هیچ شانسی برای فرار از جاذبه ی اون نداره تا به امروز بهترین تئوری برای جاذبه تئوری نسبیت اینشتین است و ما باید در نتایج این نظریه به اندازه ی کافی دقیق شویم تا بتوانیم سیاه چاله ها را در جزئیات این نظریه پیدا کنیم اما بیایید قدم ها را کم کم برداریم و به جاذبه فکر کنیم.
فرض کنید شما روی سطح سیاره ای ایستاده اید و سنگی را به هوا می اندازید اگر اونو به اندازه ی کافی با شدت به بالا پرتاب نکنید اون سنگ به اندازه کمی بالا می رود اما بعد از مدتی به علت شتاب جاذبه زمین اون سنگ شروع به سقوط می کنه اگر شما به اندازه ی کافی اون سنگ رو محکم به هوا پرتاب کنید شما می توانید اون رو از دام جاذبه ی اون سیاه خارج کنید و اون تا ابد در حال اوج گیری نسبت به اون سیاره به حرکت خود ادامه می دهد به سرعتی که شما لازم دارید تا سنگ از جاذبه ی اون سیاره فرار کند '''' سرعت گریز '''' گفته می شود همان طور که حدس زده می شود سرعت گریز به جرم سیاره بستگی داره اگر سیاره به اندازه ی کافی جرم زیاد داشته باشد قاعدتا سرعت گریز بیشتری را طلب می کند البته این تنها عامل سرعت گریز نیست بلکه فاصله ما تا مرکز سیاره هم شرط دیگری است که بر سرعت گریز تاثیر می گذارد رابطه ی فاصله با سرعت گریز رابطه ی عکس است برای مثال سرعت گریز از سطح سیاره ی زمین 11/2 کیلومتر بر ثانیه است یا 25000 مایل بر ساعت در صورتی که سرعت گریز از سطح ماه فقط 2/4 کیلومتر بر ثانیه است یا 5300 مایل بر ساعت (برای تبدیل این سرعت ها از سیستمی که در پایین صفحه قرار دارد می توانید استفاده کنید (حال تصور کنید که جسمی با جرمی فوق العاده زیاد و شعاع فوق العاده کم داریم که سرعت گریز از سطح آن به اندازه ی سرعت نور است برای یادآوری عرض کنم که سرعت گریز را از رابطه ی زیر محاسبه می گردد : V^2=MG/R که در آن V سرعت گریز از مرکز ، M جرم سیاره ، G ثابت گرانش و R فاصله ما تا مرکز سیاره است که اگر ما روی سطح آن قرار گرفته باشیم برابر با شعاع آن سیاره خواهد شد.
شروع اولیه ی مطالعه ی چگالی شدید سیاه چاله ها در سده ی 18 شروع شد ، تقریبا به فاصله ی کمی از انتشار نظریه ی نسبیت اینشتین کارل شوارتسشیلد موفق به حل معادله ای شد که در مورد یک شی بحث می کرد بعد ها اشخاصی مانند اپنهایمر ، ولکف و اشنایدر در سال 1930 متوجه وجود شی ای به نام سیاه چاله در جهان شدند (البته واژه ی سیاه چاله در سال 1969 توسط دانشمندی به نام جان آرچیبالد ویلر ابداع شد) این دانشمندان نشان دادند که وقتی ستارگان پر جرم سوخت خود را به طور کامل از دست می دهند نمی توانند خود را تحمل کنند و نیروی جاذبه خودشان بر خودشان غلبه می کند و آنها را به اصطلاح رمبیده می کند به درون خود.
در جهان نسبیت گرانش خود را در لباس خمش فضا و زمان نشان می دهد . اجرام پر جرم فضا زمان را خمیده می کنند ، به این دلیل است که هندسه نمی تواند آن را توصیف کند در کنار سیاه چاله خمش فضا بسیار شدید است و به همین دلیل خصوصیتهای سیاه چاله عجیب به نظر می رسد
سیاه چاله ها دارای خصوصیتی به نام افق رویداد است این افق رویداد سطحی کروی شکل است که از آن به مرز سیاه چاله ها نام برده می شود شما می توانید داخل آن شوید اما نمی توانید از آن خارج شوید در واقع به محض آنکه شما وارد آن شوید شما محکوم شده اید که به سمت مرکز تکینگی که در مرکز سیاه چاله واقع شده است کشیده شوید .شما می توانید فکر کنید که افق رویداد مکانی است که سرعت گریز از آن برابر با سرعت نور است قاعدتا خارج است افق رویداد سرعت گریز کمتر از سرعت نور است
برای یک رصدگر وقتی که به افق رویداد نگاهی می اندازیم البته نه با امکانات رصد چشمی بلکه رادیویی و ... افق رویداد را سطحی کاملا کروی ثابت خواهیم یافت ولی اگر به آن کمی نزدیک تر شویم متوجه تندی آن می شویم در واقع اون دارد با سرعت نور حرکت می کند پس ما برای اینکه بتوانیم از سیاهچاله فرار کنیم باید سرعتی مافوق نور داشته باشیم .
هنگامی که به افق وارد شوید مختصات وضعیت فاصله شما از مرکز به طور شتابداری کم می شود ولی در عوض به خاطر هندسه ی منحصر به فرد سیاه چاله ها مختصات زمان شما به طور شتابدار به سمت جلو می رود به طوری که شما فلواقع در آینده به سر خواهید برد .

دمای سیاه چاله ها

نخست باید چند چیز را یادآوری کرد :

1- همه ی اجسام تا صفر کلوین از خود تابش می کنند.
2- تابش یعنی انتقال گرما بدون هیچ گونه واسطه ی مادی به کمک امواج الکترو مغناطیس.
3- سیاه چاله ها ( همان طور که قبلا گفته شد ) از خود امواج X ساطع می کنند.
4- امواج X جزو امواج الکترو مغناطیس است.

با درک این موارد نتیجه ی زیر بدست می آید:
سیاه چاله ها تابش دارند ( تابش اشعه ی X ) و چون تابش در اجسامی صورت می گیرد که دمایشان از صفر مطلق بیشتر باشد بنابراین دمای سیه چاله ها از صفر مطلق بیشتر است و این گمان که دمای سیاه چاله ها بسیار بسیار کم است را رد می کنم و به این نتیجه می رسم که دمای سیاه چاله ها بسیار بالاست که می توانند تابش کنند.

آنتروپی سیاه چاله ها
يك سياهچاله هيچ‌گاه نمي‌تواند كوچكتر شود زيرا سطح يك افق رويداد(شعاع-غيرقابل-بازگشت كه در آنجا سرعت، از سرعت نور فراتر مي‌رود) هرگز نمي‌تواند كاهش يابد.
يك ستاره در حال رُمبش، به شعاعي مي‌رسد كه در آنجا سرعت گريز با سرعت نور برابر است. فوتونهايي كه اين ستاره پس از رسيدن به اين شعاع، گسيل مي‌كنند، چه مي‌شوند؟ گراني در اينجا آنقدر شديد است كه امكان گريز به اين فوتونها را نمي‌دهد، ولي آنقدر شديد نيست كه آنها را به داخل سياهچاله بكشاند. فوتونها در اينجا سرگردان مي‌مانند. اين شعاع افق رويداد است. پس از آن، ستاره به منقبض شدن ادامه مي‌دهد، هر فوتون گسيل شده، به داخل ستاره بازگردانيده مي‌شود.
آنچه هاوكينگ به آن پي برد اين بود كه مسيرهاي پرتوهاي نور كه در افق رويداد سرگردان هستند نمي‌تواند مسيرهاي پرتوهاي نور باشد كه به يكديگر نزديك مي‌شوند. مسيرهاي پرتوهاي نور كه به يكديگر نزديك مي‌شوند، به شدت به هم برخورد مي‌كنند، به سياهچاله سرازير مي‌شوند و ديگر سرگردان نيستند. براي اينكه ناحيه افق رويداد كوچكتر شود (و سياهچاله كوچكتر شود)، مي‌بايد مسيرهاي پرتوهاي نور در افق رويداد به يكديگر نزديك شوند. ولي اگر اين طور شود، اين پرتوها به داخل سرازير مي‌شوند، افق رويداد باز هم درست در همان جا كه بوده است خواهد ماند و كوچكتر نخواهد شد.
يك راه ديگر انديشيدن در باره اين موضوع، آن است كه بپذ يريم سياهچاله مي‌تواند بزرگتر شود. اندازه سياهچاله به جرم آن بستگي دارد. بنابر اين، هر زمان كه چيز جديدي در سياهچاله فرود آيد، جرم آن فزوني مي‌يابد و بزرگتر مي‌شود. اگر چيزي از سياهچاله خارج شود كاهش جرم امكان ندارد، يعني سياهچاله نمي‌تواند كوچكتر شود.
اين كشف هاوكينگ به نام قانون دوم ديناميك سياهچاله شناخته شد: ناحيه افق رويداد (مرز سياهچاله) مي‌تواند ثابت بماند يا بزرگتر شود ولي هيچ‌گاه نمي‌تواند كوچكتر شود. اگر دو يا چند سياهچاله به هم برخورد كنند و يك سياهچاله تشكيل دهند، ناحيه افق رويداد جديد مساوي، يا بيشتر از جمع افق رويدادهاي قبلي خواهد بود. يك سياهچاله نمي‌تواند، هر قدر هم برخورد شديدي داشته باشد، كوچكتر شود، از بين برود يا به دو سياهچاله تقسيم شود. كشف هاوكينگ، يادآور يك «قانون دوم» ديگر در فيزيك است: قانون دوم ترموديناميك در مورد آنتروپي. آنتروپي، مقدار بي‌نظمي است كه در يك سيستم وجود دارد. مي‌دانيم كه بي‌نظمي، هميشه زيادتر مي‌شود و هيچ‌گاه كاهش نمي‌يابددرجهان ما آنتروپي (بي‌نظمي) هميشه اقزايش مي‌يابد
آنتروپي، در مورد سياهچاله و افق رويداد نيز كار برد دارد. هرگاه دو سيستم به يكديگر بپيوندند، آنتروپي سيستم به هم پيوسته، مساوي يا بزرگتر از جمع آنتروپي دو سيستم است. واقعيت اين است كه هرچه به سياهچاله اضافه شود، از جهان ما رفته است.

مرکز تکینگی
در ریاضی اگه یک تابع در یک نقطه تعریف نشده باشد یعنی درآن نقطه پیوسته نباشد می گویند که این تابع در آن نقطه تکین ( singular ) هست یا این که توی آن نقطه تکینگی ( singularity ) دارد. مثلا تابع tan(x), x=Pi/2 در نقطه x=Pi/2 تکین هست به عبارت دیگه در این نقطه تکینگی دارد.
در فیزیک و اختر فیزیک هم به مرکز یک سیاه چاله که تمام جرم سیاه چاله آن جا متراکم شده و چگالی آنجا بی نهایت هست تکینگی گفته می شود. و این هم به همون دلیل ریاضی هست. چون سیاه چاله را ستاره ای در نظر می گیریم که تمام جرم آن پس از رمبش در حجمی در حد صفر متراکم شده (یعنی به سمت صفر میل می کند) که باعث می شود چگالی بی نهایت شود و یک ناپیوستگی و تکینگی درآن نقطه از فضا بوجود بیاید.
تکینگی جایی است پایان علم است و دانشمندان تفکر در زمینه ی آن را آغاز کرده اند . در این مکان موجودیت فضا و زمان متوقف می شود و جایگزین آن جرم آشفته و خروشانی می شود که آن را اسفنج کوانتومی می نامند . دانشمندان حدس می زنند این نقطه جایی باشد که قوانین اینشتین و نسبیت و مکانیک کوانتوم شکسته می شود . این حوضه ی چیزی است که کوانتوم گرانشی نامیده می شود ، در این مکان از یافته های بسیار پیشرفته ی ریاضی استفاده می شود . با این وجود دانشمندان احتمال کمی را به این موضوع ارئه می دهند که سیاهچاله دارای سطح مشخصی باشد . ولی اگر دارای سطح مشخص باشد آن سطح کروی خواهد بود و مانند هر سطح کروی دیگر دارای قطب خواهد بود . این قطب ها ممکن است در طی فرایند ایجاد سیاهچاله پس از ابرنواختر حفره دار شوند و این حفره ها کانونی برای جذب مواد و تباهی آنها شوند . دلیل آن هم این است که بر طبق معادلات میدانی نسبیت عام این میدان های گرانشی قوی به همراه اسپین مداوم اکثرا" در قطب ها متمرکز می شوند . در ادامه ی مطلب در رابطه با حرکت ماده در اطراف سیاهچاله و اسپین این اجرام سخن به میان خواهد آمد..
رفتار تکینگی اصلا قابل توصیف و درک نیست. به همین دلیل Roger Penrose انگلیسی و همکاراش قانونی به نام قانون مراقبت کیهانی پیشنهاد دادن که بر اساس آن تکینگی عریان (تکینگی بدون افق رویداد) وجود ندارد. یعنی همه تکینگی ها باید بوسیله یک افق رویداد پوشیده شده باشند چون یک تکینگی عریان می تواند تمام جهان را به طور بی قاعده و غیرقابل پیش بینی تحت تاثیر قرار دهد.

شعاع شوارتسشیلد
بعد از مدت کمی که از انتشار نسبیت عام گذشته بود کارل شوارتسشیلد اخترشناس آلمانی با بررسی معادلات این نظریه راه حلی را یافت که فضای اطراف جسم فشرده بسیار پر جرمی را که میدان گرانشی بسیار شدیدی دارد توصیف می کرد این نکته مهم است که بگوییم نیروی گرانش نه تنها به جرم بلکه به فاصله نیز بستگی دارد شوارتسشیلد دریافت که اگر جرم یک جسم چنان متراکم شود که در واقع تمام جرم آن در مرکزش جای بگیرد آنگاه فضا-زمان در فاصله ی معینی از جسم که همان شعاع شوارتسشیلد است هندسه ی خاصی به خود می گیرد جالب است که بگوییم که هیچ چیز نمی تواند از این شعاع بگذرد و آنرا پشت سر بگذارد آنچه که در نزدیکی شعاع شوارتسشیلد روی می دهد از ۲ زاویه دید متفاوت است
۱- از بیرون : از بیرون از شعاع شوارتسشیلد اگر ما در جائی ساکن باشیم خواهیم دید که آن فضاپیمائی که به داخل سیاه چاله دارد سقوط می کند تا بینهایت باید سفر کند تا به جسم مرکزی کشیده شوند
۲- از داخل : به محض اینکه پا به داخل این شعاع مرگبار بگذارید دنیا پیش روی شما تیره و تار خواهد شد.
ببینید هر جسمی شعاع شوارتسشیلد مخصوص به خود را دارد نه اینکه بگوییم فقط سیاه چاله ها دارند ...شعاع شوارتسشیلد هر جرمی از فرمول زیر محاسبه می شود...

توجه داشته باشید که r اندازه ی شعاع G ثابت جهانی گرانش M جرم ماده ی مورد نظر و در نهایت C سرعت نور است برای جرم ۳۰ منظومه شمسی شعاع شوارتسشیلد برابر است با ۱۰۰ کیلومتر!!!

جالب اینجاست که شخصی با نام جان میشل در سال ۱۷۸۳ نکته ای جالب را کشف کرد که سرعت گریز از سطح این چنین جرمهایی (مانند سیاه چاله ها) را اگر در فرمول زیر قرار دهیم سرعت نور بدست خواهد آمد یعنی سرعت گریز از سطح برای یک همچین جرمهایی سرعت نور است:

V2/2=GM/r

(V سرعت گریز از سطح است)
همان طور که گفته شد زمان در این شعاع با زمان جهانی فرق زیادی می کند و در واقع داخل آن به چشم ناظر خارح آن صفر است و اگر شخصی را در آنجا ببیند در حالت سکون خواهد دید
این جاذبه که زمان را در واقع نگه می دارد کار دیگری را هم انجام می دهد تا به حال کلمه ی انتقال به رنگ قرمز خطوط طیفی به گوشتان خورده است وقتی جسمی آسمانی پر جرم از خود پرتو بلند قرمز ساطع می کند این پرتو به دلیل گرانش بالای جرم آسمانی و تاثیر جاذبه روی نور به رنگ قرمز متمایل می شود بله در این جاذبه ی زیاد نور یک همچین حالتی را پیدا می کند

انواع سیاهچاله:
شوارتس شیلد: ساده ترین نوع سیاهچاله‌هاست، بار و چرخش ندارد، تنها یک افق رویداد و یک فوتون کره دارد، از آن نمی توان انرژی استخراج کرد. شامل تکینگی ، نقطه‌ای است که در آن ماده تا چگالی نامحدود در هم فرو رفته است.

رایزنر- نورد شتروم: هم بار دارد وهم چرخش ، می تواند دو افق رویداد داشته باشد ، اما تنها یک فوتون کره دارد. شامل یک تکینگی نقطه ای است که وجود آن در طبیعت نامحتمل است، زیرا بارهای آن همدیگر را خنثی می کنند.

کر: چرخش دارد، اما بار ندارد. بیضی و از بیرونی حد استاتیک است. منطقه تیره میان افق رویداد و حد استاتیک ارگوسفر است، که می توان از آن انرژی استخراج کرد. می تواند دو افق رویداد و دو حد استاتیک داشته باشد. دو فوتون کره دارد. شامل یک تکینگی حلقه‌ای است.

کر- نیومان: هم بار دارد و هم چرخش ، همان سیاهچاله کر است، جز اینکه بار دارد، ساختارش شبیه ساختار سیاهچاله کر است. می‌توان از آن انرژی استخراج کرد. یک تکینگی حلقه‌ای دارد.

به نظر پژوهشگران چهارنوع سیاهچاله همچنانکه ذکر شد می تواند وجود داشته باشند. مهمترین موضوع در باب سیاه چاله آنست که، بدانیم ماده در داخل سیاهچاله‌ای که حاصل آمده است در نهایت به چه سرنوشتی دچار می شود؟ اختر فیزیکدانان می‌گویند:
اگر مقداری ماده به داخل حفره سیاه از قبیل آنچه که از یک ستاره وزین مرده بجای مانده بیندازید، نتیجه نهایی همواره الزاما یک چیز خواهد بود و تنها جرم ، بار الکتریکی و اندازه حرکت زاویه ای که جسم با خود حمل می کند باقی خواهند ماند. اما اگر کل جهان به داخل حفره سیاه خود بیفتد، یعنی به شکل سیاهچاله در آید، دیگر حتی کمیاب بنیادی (جرم) ، بار الکتریکی و اندازه حرکت زاویه ای نیز ناپدید می گردند.


اندازه ی سیاه چاله ها چقدر است ؟

برای این سوال 2 جواب وجود دارد یکی اینکه ما از دیدگاه جرم به سوال بنگریم پس بهتر است بپرسیم که جرم سیاه چاله ها چه اندازه است ؟ یا اینکه از لحاظ اشغال فضا یا همان حجم سیاه چاله ها را بررسی کنیم پس در آن صورت بهتر است بپرسیم که حجم سیاه چاله ها چه اندازه است ...
پس بیایید ابتدا در مورد جرم آنها بحث صحبت کنیم .
به طور کلی هیچ حدی برای بزرگی جرم یا کوچکی جرم یک سیاه چاله نداریم و نمی توان گفت فلان سیاه چاله پر جرم ترین یا آن یکی کم جرم ترین آنهاست .
ابتدا ما باید بدانیم که چقدر جرم لازم است تا چگالی به آن زیادی را ایجاد کند حال ما می دانیم که سیاه چاله ها سرنوشت ستارگان پر جرمی بوده اند و همچنین ما انتظار داریم وزن سیاه چاله ها بیشتر از وزن ستارگان پر جرم باشد به طور استاندارد سیاهچاله 10 برابر جرم خورشید جرم دارد یا به طور تقریبی همچنین ستاره شناسان حدس می زنند که سیاه چاله های پر جرمی در وسط کهکشان ها وجود داشته باشند که جرم آنها چیزی در حدود یعنی یک میلیون برابر جرم خورشید .
دومین برداشت ما از سوال مربوط به حجم اشغالی سیاه چاله در فضا بود ، در واقع شعاع شوارتسشیلد (منظور همان شعاع کره ی افق رویداد است) و جرم یک سیاه چاله در تناسب نسبت به هم قرار دارند اگر جرم سیاه چاله ای 10 برابر سیاه چاله ی دیگر باشد شعاع شوارتسشیلد آن هم 10 برابر آن یکی است برای مثال اگر جرم سیاه چاله ای به اندازه ی جرم خورشید باشد شعاع شوارتسشیلد آن 3 کیلومتر خواهد بود یا به ترتیب سیاه چاله هایی که 10 برابر و 1 میلیون برابر جرم منظومه ما جرم دارند(سیاه چاله ی واقع در مرکز کهکشان ما) دارای شعاع 30 کیلومتر و 3 میلیون کیلومتر هستند . 3 میلیون کیلومتر شعاع به نظر ما بسیار زیاد می آید ولی در واقع در مقابل استاندارد های موجود شعاع زیاد بزرگی هم محسوب نمی شود برای مثال خورشید ما دارای شعاع 700000 کیلومتر است و سیاه چاله های پر جرم تر شعاعی به اندازه ی 4 برابر شعاع خورشید دارند .

تبدیل ستارگان بزرگ به سیاهچاله‌
بر سر ستاره در حال مرگی که بیش از ۱.۴ برابر خورشید است چه می‌‌آید؟ حتی نیروی قوی نیز نمی‌تواند سرعت فرو پاشی درونی آن را متوقف سازد. و این ستاره کاملاً فرو می‌‌پاشد و از مرحله ستاره نوترونی فراتر رفته و حتی به یک شی کوچک‌تر و چگال تر یعنی سیاهچاله‌ تبدیل می‌‌شود.اگر هر جسم را به اندازه شعاع شوارتز شیلد منقبض کرد ان به یک سیاه چاله تبدیل میشود شعاع شوارتز شیلد زمانی ایجاد می شود که سرعت گریزه از جاذبه به سرعت نور برسد
فروپاشی کامل به معنای آن نیست که سیاهچاله‌ از روی صفحه جهان محو می‌‌شود. همان طور که به‌وسیله اینشتین توصیف شده است ساختار فضا- زمان فرو پاشی بی پایان را منتفی می‌‌کند و به جای آن یک انحنای غیر مادی، نامرئی و واقعی فضا را به وجود می‌‌آورد. یک سیاهچاله‌ را می‌‌توان به مرد نامرئی سنگین وزنی تشبیه کرد که روی یک نیمکت نشسته است. او دیده نمی‌شود ولی وزن او در نیمکت فرورفتگی ایجاد می‌‌کند.
سیاهچاله‌ برای فیزیکدانان نظری چیز تازه‌ای نیست. در سال ۱۹۳۹ج. اوپنهایمرو هارتلند و اس. اشنایدر برای نخستین بار سیاهچاله‌ها را به عنوان نتیجه‌ای از نسبیت عمومی پیشنهاد کردند ولی در آن زمان برای تشخیص آنها هیچ راه معلومی وجود نداشت. اما با پیشترفت اخیر اخترشناسی رادیویی و کشف علائم رادیویی توضیح ناپذیر از اعماق فضا، سیاهچاله‌ها به صورت موضوع بسیار مهم اختر‌شناسی درآمده اند. دانشمندان معتقدند که این اشیای نظری پدیده‌های با انرژی فوق العاده چون اختر نماها و تپ اخترها می‌‌توانند نقشی داشته باشند. سیاهچاله‌ها و ستارگان نوترونی تنها اشیای شناخته شده در فیزیک هستند که برای انجام مشاهده‌های اخترشناختی روی چنان فرستنده‌های بسیار نیرومند تشعشع، به اندازه کافی فشرده و پر جرمند.

ویژگی سیاهچاله‌ها
فیزیکدانان به یاری تجهیزات کوچک، توصیف نسبتاً جامعی از سیاهچاله‌ها به دست داده اند. به باور دکتر جان ویلر و دکتر رئو روفینی از دانشگاه پرینستون سیاهچاله‌ها اندازه و شکلی به مفهوم قراردادی آن ندارند اما آنها در محدوده یک قطر ۱۵ کیلومتری عمل می‌‌کنند. سیاهچاله‌ها جرمهای متفاوتی بین جرم خورشید و صد میلیون برابر جرم خورشید دارند. سیاهچاله‌ها مثل گرداب عمل می‌‌کنند. هر جرم با انرژی سرگردانی که به یک سیاهچاله‌ نزدیک شود (در داخل فاصله معینی که افق آن خوانده می‌‌شود) بطور مقاومت ناپدیری به درون گرداب، که همان سیاهچاله‌، است کشیده می‌‌شود. نیروهای کشندی شدید درون سیاهچاله‌ها ماده را در یک سمت می‌‌کشد و منبسط می‌‌کند و در سمت دیگر می‌‌فشرد و خرد می‌‌کند. تا آن که آن ماده به کلی تجزیه و جزء فضای خمیده و سیاهچاله‌ شود.
خواص دیگر سیاهچاله‌ها از این هم عجیب تر است. زمان و مکان خصوصیات خود را در درون ستاره کاملاً فرو پاشیده ردو بدل می‌‌کنند. هر شی در شرایط عادی اندازه خود را نگه می‌‌دارد ولی نمی‌تواند از عمر فیزیکی بگریزد. در درون سیاهچاله‌ بر اشیا عمری نمی‌گذرد، ولی مداوماً کوچک‌تر می‌‌شوند. مشاهده کنندگان سیاهچاله‌ از فاصله مطمئن و ایمنی نمی‌توانند واقعاً آن را ببیند، زیرا نور مانند شکلهای دیگر انرژی، تحت تأثیر مکش سیاهچاله‌ است. همچنانکه نور به درون آن کشیده می‌‌شود، به طور بی پایانی به انتهای قرمز طیف رنگها تغییر مکان می‌‌دهد و سیاهچاله‌ را سیاه و بنابراین نامرئی می‌‌کند. اگر سیاهچاله‌ها اندکی مرئی بودند، مشاهده کنندگان، این ستارگان را درست آن گونه که پیش از فروپاشی هزاران میلیون سال پیش رخ داده بود می‌‌دیدند. علت آن است که وقتی ستاره به سیاهچاله‌ تبدیل می‌‌شود، نسبت به ناظران بیرونی بی درنگ گذشت زمان در آن متوقف می‌‌شود. به عقیده دکتر ویلر و دکتر روفینی (علائم و اطلاعات مربوط به مرحله‌های بعدی فرو پاشی هرگز نمی‌گریزند، بلکه در فرو پاشی خود هندسه (زمانی و مکانی) درگیر می‌‌شوند.)

تعداد سیاهچاله‌ها در جهان
به عقیده ای.جی.دابلیو. کامرون از دانشگاه یشیوا ممکن است جهان پر از سیاهچاله‌ باشد. نظریه کیهان‌شناسی پیش بینی می‌‌کند که جهان شامل مقدار مشخصی ماده است. اما اخترشناسان از مشاهده هایشان استنباط کرده‌اند که تقریباً ماده به اندازه کافی وجود ندارد تا این پیش بینی‌ها را عملی سازد. ماده مشاهده شده به اندازه قابل ملاحظه‌ای کمتر از ماده پیش بینی شده است. دکتر کامرون بر آن است که ماده گمشده ممکن است به وسیله شمار زیادی سیاهچاله‌ بلعیده شده باشد.
تاریخ شیمیایی جهان نشان می‌‌دهد که نخستین ستارگانی که تشکیل شده‌اند بسیار بزرگ بوده‌اند و انتظار می‌‌رود به سیاهچاله‌ها تبدیل شوند. با قطعیت نمی‌توان گفت که همه ستارگان ناگزیر به سیاهچاله‌ها مبدل می‌‌شوند. دانشمندان نشان داده‌اند که ستارگان نا متقارن ستارگانی که تقارن کروی تقریباً کامل ندارند به این سرنوشت دچار می‌‌شوند. اما به عقیده وای. ب. زلدوویچ فیزیکدانان شوروی و گروه انگلیسی استیون هاوکینگ، راجر بن روز و روبرت چراک، عدم تقارن شکلی کوچک، یک ستاره بزرگ را نجات نخواهند داد.

آشکارسازی سیاهچاله‌ها
یک از راههای کشف سیاهچاله‌ها استفاده از امواج گرانشی است که هنگام فروپاشی گسیل می‌‌دارند. هر جرم اختری از حیث شکل نامتقارن تششع ممکن است یک منبع قابل اکتشاف مشخص به وجود آورد. جوزف وبر از دانشگاه مریلند، پیش کسوت رشته تشعشع گرانشی، رویدادهای زیادی را کشف کرده است که حاکی از ویرانی وسیع ماده در جهان، از راه فروپاشی گرانشی است. کارافزار او عبارت است از آنتن‌های آلومینیومی، ابزاری که به‌وسیله سیمهایی در داخل اتاقهای حفاظ داری آویزانند. این کار افزار او قادر به کشف سیاهچاله‌ است، اما متاسفانه این کار را نمی‌تواند به دقت انجام دهد.

سیاهچاله ماشینی برای سفر به زمان

اگر یک ستاره چند برابر خورشید باشد و همه سوختش را بسوزاند، از آنجا که یک نیروی جاذبه قوی دارد لذا جرم خودش در خودش فشرده می شود و یک حفره سیاه رنگ مثل یک قیف درست می کند که نیروی جاذبه فوق العاده زیادی دارد طوری که حتی نور هم نمی تواند از آن فرار کند. اما این حفره ها بر دو نوع هستد. یک نوعشان نمی چرخند لذا انتهای قیف یک نقطه است. در آنجا هر جسمی که به حفره مکش شده باشه نابود میشود. اما یک نوع دیگر سیاهچاله نوعی است که در حال دوران است و برای همین ته قیف یک قاعده داره که به شکل حلقه است. مثل یک قیف واقعی است که ته آن باز است. همین نوع سیاهچاله است که می تواند سکوی پرتاب به آینده یا گذشته باشد. انتهای قیف به یک قیف دیگر به اسم سفید چاله می رسد که درست عکس آن عمل می کند. یعنی هر جسمی را به شدت به بیرون پرتاب می کند. از همین جاست که می توانیم پا به
زمان ها و جهان های دیگر بگذاریم.

اگر در سیاهچاله بیفتیم چه اتفاقی می افتد؟
فرض کنید سوار بر فضا پیمای خود به طرف سیاهچاله ای که میلیون برابر خورشید جرم دارد و در مرکز کهکشان ما قرار دارد ،حرکت می کنید .(واقعا جای بحث دارد که آیا در مرکز کهکشان ما سیاهچاله وجود داشته باشد،فرض کنید چنین چیزی باشد.) در فاصله بسیار دوری از سیاهچاله موشک خود را خاموش کنید.چه اتفاقی می افتد؟ اوایل شما هیچ نیروی گرانشی احساس نمی کنید،ز یرا در حال سقوط آزاد هستید.همه اعضای بدن شما و فضا پیما به طور یکسانی کشیده می شوند. به خاطر همین احساس بی وزنی می کنید. (این واقعا همان چیزی است که برای فضا نوردان در مدار زمین اتفاق می افتد.حتی اگر نیروی گرانش فضا نورد را به طرف زمین بکشد،هیچ نیروی گرانشی احساس نمی کند.زیرا همه چیز به طور یکسانی کشیده می شود).همچنان که به مرکز سیاهچاله نزدیک می شوید احساس نیروی گرانش کشندی می کنید.فرض کنید که پا های شما نسبت به سرتان به مرکز سیاهچاله نزدیکتر باشند.با نزدیک شدن شما به مرکز سیاهچاله نیروی گرانش بیشتر وبیشتر می شود ،بنا براین پاهایتان نسبت به سرتان تحت تا ثیر نیروی گرانش بیشتری قرار می گیرند،بنابراین احساس کشیدگی می کنید.(این همان نیروی کشندی است و شبیه همان نیرویی است که باعث جزر و مد روی کره زمین می شود).همچنان که به مرکز نزدیک و نزدیکتر می شوید این نیرو قوی و قوی تر می شود،و سر انجام باعث پاره شدن بدن شما می شود.برای سیاهچاله های بزرگی مانند این سیاهچاله ای که در آن افتاده اید ،نیروی کشندی تا حدود ششصد هزار کیلومتر (km600000)دورتر از مرکز آن قابل توجه نیست. اگر در سیاهچاله کوچکتری می افتادید ،مثلا سیاهچاله ای که جرم آن در حدود جرم خورشید است ،در شش هزارکیلومتری(km6000) مرکز سیاهچاله ،نیروی جزر ومدی شما را تحت تاثیر قرار می دهد،وخیلی قبل از آنکه از افق سیاهچاله عبور کنید،بدن شما را پاره می کند.(به خاطر همین سیاهچاله بزرگی را فرض کردیم ،چون می خواستیم حد اقل تا زمانی که به داخل سیاهچاله وارد شوید زنده بمانید). شما در زمان سقوط چه چیزی را مشاهده می کنید؟با کمال تعجب چیز خاصی نمی بینید.تصویر اشیای دور ممکن است به دلایل ناشناسی کج شوند،چون گرانش سیاهچاله نور را به طرف خود می کشد؛ این درون سیاهچاله اتفاق می افتد.هنگامی که شما از پیرامون سیاهچاله عبور می کنید تصویر اشیاء خارجی را می بینید،زیرا نور اشیاءخارجی هنوز به شما می رسد.هیچ کس از بیرون نمی تواند شما را ببیند،زیرا نور پراکنده از شما نمی تواند از گرانش سیاهچاله بگریزد. این سفر شما چقدر طول می کشد؟ بستگی دارد که از کجا (چقدر دورتر)شروع کرده باشید. فرض کنید در حال سکون از جایی شروع کنید که ده برابر شعاع سیاهچاله باشد.پس برای سیاهچاله ای که میلیون برابر خورشید جرم دارد ،حدود هشت دقیقه طول می کشد تا به آنجا برسید.بعد از آنکه این فاصله را پیمودید،فقط هفت ثانیه طول می کشد که شما با نقطه تکین برخورد کنید.این زمان بستگی به اندازه سیاهچاله دارد .بنا بر این اگر در سیاهچاله کوچکتری بیفتید زمان مرگ شما زود تر فرا می رسد.بعد از آنکه از افق سیاهچاله عبور کردید در هفت ثانیه باقیمانده ممکن است وحشت کنیدو نا امیدانه تمام تلاش خود را بکنید و موشک خود را روشن کنید تا از این نقطه تکین دور شوید.متا سفانه،بی فایده است چون نقطه تکین جلوی شما قرار دارد و هیچ راهی برای دور شدن از آن وجود ندارد.در حقیقت به سختی می توانید موشکتان را روشن کنید و به زودی با نقطه تکین برخورد می کنید.تجربه خوبی است به شرطی که برگردید و از ادامه مسافرت لذت ببرید.
منابع : دانشنامه ویکی پدیا – دانشنامه رشد – parssky – مجله نجوم