شبيه سازي هاي رايانه اي معماي چگونگي پيدايش ابر سياهچاله ها

[*مینا*]

سياهچاله هاي بسيار بزرگ از كجا آمده اند؟ يك فرضيه عنوان مي كند كه اين هيولاها از "بذر" سياهچاله هاي كوچكتر كه گاز پيرامون خود را بلعيده اند بوجود آمدند. اما شبيه سازيهاي رايانه اي جديد پيشنهاد مي كنند كه اين "بذرها" عملا بدون آنكه ماده اي جهت بلعيدن اطراف آنها باشد متولد شدند. اين نتيجه گيري باعث شد تا معماي چگونگي بوجود آمدن بزرگترين سياهچاله ها عميق تر شود.
كوازارها اجرام بينهايت درخشاني هستند. تصور مي شود كه كوازارها محل داغ شدن گاز و درخشش آن در زمان سرازير شدن به درون سياهچاله هائي هستند كه جرمي برابر يك بيليون و يا حتي بيشتر از خورشيد دارند. كوازارها در فاصله هاي بسيار دوري از زمين مشاهده شدند بدين معني كه زماني كمتر از يك بيليون سال بعد از انفجار بزرگ ظهور كردند.

اما اينكه چگونه اين سياهچاله ها اينقدر سريع رشد كرده و تبديل به ابر سياهچاله شده اند يك هنوز يك شگفتي باقي مانده است. برخي از ستاره شناسان مي گويند كه سياهچاله هاي كوچكتر با اندازه اي حدود 100 برابر خورشيد كه از فرو ريختن ستاره هاي اوليه كيهان در انتهاي حيات خود بر جاي ماندند سر آغاز اين ابرسياهچاله ها بودند.

اما اولين ستاره هاي كيهان فقط چند صد ميليون سال بعد از انفجار بزرگ متولد شدند. حتي اگر اين ستاره ها قبل از فروريزي و تبديل شدن به سياهچاله ها فقط چند ميليون سال عمر داشتند باز هم زمان زيادي براي رشد اين "بذرها" و تبديل شدن به هيولاهائي كه به كوازارها نيرو مي دهند وجود نداشت.

اكنون بنظر مي رسد كه اين معما عميق تر هم شده است. زيرا شبيه سازي هاي رايانه اي اين واقعيت را آشكار مي كنند كه اين "بذر" سياهچاله ها زماني بوجود آمدند كه اطراف آنها مواد (غذاي) كمي براي بزرگ شدن وجود داشته است.

تام ابل از دانشگاه استانفورد آمريكا و همكاران وي با ايجاد مدلهاي رايانه اي ، اولين نسل ستاره ها را شبيه سازي كردند. تصور مي شود كه اين ستاره هاي اوليه بسيار بزرگ و درخشان بودند و وزني حدود 300 برابر خورشيد داشته اند. شبيه سازي ها نشان دادند كه تابش سهمگين اين ستاره ها گازهاي اطراف آنها را به فاصله هاي بسيار دور پرتاب مي كرد.

در نتيجه سياهچاله هائي كه بعد از پايان زندگي چند ميليون سالي اين ستاره ها شكل گرفتند دچار قحطي شدند و مواد كمي براي تغذيه در اطراف آنها وجود داشت. در اين شبيه سازيها ، بازگشت گاز به سوي سياهچاله ها و سقوط آن به درون هيولاها براي فراهم كردن غذاي آنها حدود 100 ميليون سال بطور انجاميد. زمان از دست رفته به دليل گرسنگي اوليه تصور اينكه چگونه اين سياهچاله ها در مدت كوتاهي بعد از قحطي توانستند بيليونها برابر خورشيد متورم شوند را بسيار دشوارتر مي كند.
آبل كه نتايج تحقيقات گروه را در كنفرانس مركز اختر فيزيك هاروارد اسميتسونين گزارش كرد مي گويد" تا آنجائي كه تحقيقات من نشان مي دهند ، "بذر" سياهچاله ها نمي توانند نياكان ابر سياهچاله ها باشند."
"وولكر برام" از دانشگاه تگزاس نيز تاكيد دارد كه تحقيقات جديد مشكل مهمي در اين مورد كه سياهچاله هاي كوچكتر سرآغاز هيولاهاي بزرگتر بوده اند را مطرح مي كند.
نظريه جايگزيني كه برام و ساير دانشمندان در مورد آن تحقيق كردند اين است كه احتمالا يك ابر گازي غول آسا مستقيما دچار فروريزي شده و سياهچاله هائي بين هزار و يك ميليون برابر جرم خورشيد را بوجود آورده است. گرانش قدرتمند يك سياهچاله مانند اين به جمع آوري گاز كمك كرد تا بتواند بصورت بالقوه و به سرعت به جرمي برابر بيليونها خورشيد برسد. برام مي گويد" بنظر مي رسد اين يك فرضيه نويد بخش در حل معماي چگونگي پيدايش ابرسياهچاله ها باشد".