چندین دهه است که ستاره شناسان بسیاری به وجود “حفره های سیاه” (چالۀ سیاه، سیاه چاله) متقاعد شده اند. سرعت بسیار بالای چرخش کهکشانها قرینۀ وجود این حفره هاست. اما اندازه گیریهای جدید باز موجب تردید در این تئوری شده اند.
این روزها برای معتقدان به وجود حفره های سیاه روزهای شیرینی نیستند. به نظر بسیاری از ستاره شناسان فضای کیهانی مملو از مواد نامرئی اسرارآمیزی است. این در حالی است که فیزیکدانان تا کنون “یک گرم” مادۀ نامرئی هم پیدا نکرده اند و انتشار نتایج تحقیقات اخیر دانشمندان ایتالیائی پایه های تئوری وجود حفره های سیاه را متزلزل کرده است.
بنا به تئوری حفره های سیاه، این حفره ها بر پیرامونشان نیروی ثقل اعمال می کنند، اما بیش از این بده بستانی با مواد “معمولی” اطراف شان ندارند. ستاره شناسان وجود مواد نامرئی را از جمله از سرعتهای بسیار بالای چرخش کهکشانها نتیجه می گیرند. بدون وجود نیروی ثقلی اضافه بر آن چه توسط مواد مرئی اعمال می شود، کهکشانها از هم خواهند پاشید.
از آنجا که حفرۀ سیاه مشخصه های دیگری جز مشخصه های مواد “معمولی” دارد، انتظار می رود که توزیع آنها در فضای کهکشانی نیز متفاوت باشد. اما از اندازه گیریهای اخیر از سرعت کهکشانهای بزرگ آشکار شده است که حفره های سیاه، در صورتی که وجود داشته باشند، عیناً همان الگوی توزیع را دارند که دیگر مواد. این وضع قابل مقایسه با گله ای گنجشک در آسمان می ماند که در بالای سر راهبندانی در یک اتوبان در دست تعمیر “متوقف” شده باشد. اما اتوبان در دست تعمیر که مزاحم پرواز گنجشکها نیست!
پائولو سالوچی و یکاترینا کاروکز از “مدرسۀ بین المللی برای تحصیلات عالیه” در شهر تریسته ایتالیا، عین همین ارتباط معمائی را در “کهکشانهای کوتوله” نیز یافته اند. کهکشانهای کوتوله گونه های کوچک کهکشان راه شیری اند، که هزاران بار ستارگان کمتری دارند. از اندازه گیری سرعت چرخش این کهکشانها آشکار شده است که اینها بالنسبه باید حفره های سیاه بسیار بیشتری داشته باشند و توزیع آن هم عیناً مشابه توزیع مواد مرئی موجود در این کهکشانها باشد.
پائولو سالوچی، پژوهشگر ارشد تحقیقات فوق، می گوید: “درست برای این دسته کهکشانهای کوتوله است، که تنوریهای مربوط به حفره سیاه از پاسخگوئی باز می مانند. توجه داشته باشید که بخش اعظم مادۀ این کهکشانها ظاهراً باید از حفره های سیاه تشکیل شده باشد”.
نتایج تحقیق گفته شده در آخرین شمارۀ نشریۀ “یافته های ماهانه”، وابسته به انجمن سلطنتی ستاره شناسان بریتانیا، انتشار یافته اند.
به نظر برخی از پژوهشگران، مثلاً اریک فرلینده فیزیکدان هلندی، این تحقیقات نیز از زمره خراشهای متعددی است که تا کنون بر تئوری حفره های سیاه وارد آمده اند. او می گوید: “تعجب می کنم که بسیاری از پژوهشگران به سادگی چشم بر این قبیل تحقیقات می بندند”. خود فرلینده اخیراً تنوری جامع جدیدی را عرضه کرده است که به موجب آن نیروی ثقل یک نیروی واقعی نیست، بلکه ماحصل بازآرائی اطلاعات در یک کیهان گسترش یابنده است. در این تئوری خبری از حفره های سیاه برای توضیح دوام کهکشانها نیست. فرلیندۀ تئوری اش را در انطباق با اندازه گیریها از کهکشانهای کوتوله می داند.
البته برای تئوری حفره های سیاه آلترناتیوهای دیگری هم وجود دارند که می توان آنها را نیز در انطباق با آخرین اندازه گیریهای کیهانی دانست. یکی از آنها تئوری “دینامیک اصلاح شدۀ نیوتونی” است. طبق این تئوری رفتار نیروی ثقل غیر از آن است که تا کنون تصور می شده است، خاصه در مواردی که پای نیروی جاذبۀ ضعیف در میان باشد. این تئوری نیز بدون توسل به حفره های سیاه توانسته است سرعت چرخش بالای کهکشانها را توضیح دهد. باب ساندرز، ستاره شناس خرونینگن [در هلند] معتقد به این تئوری می گوید: “آنچه سالوچی و کاروکز یافته اند، دقیقاً با پیش بینی های تئوری دینامیک اصلاح شدۀ نیویتونی همخوانی دارد”.
استیسی مک گاوف از دانشگاه کلیولند در ایالت اوهایو امریکا، که او نیز از جانبداران تئوری اخیر است، تأئید می کند که نتایج تحقیقات دانشمندان ایتالیائی به خوبی با تئوری “دینامیک …” قابل توضیح اند. او می گوید: “در هر حال روشن است که تئوری حفرۀ سیاه نمی تواند این نتایج را توضیح دهد. بنابراین توضیح دیگری لازم و ممکن است. واقعاً هم شاید ما باید به مدل جامع دیگری از نیروی جاذبه متوسل شویم. شاید هم حفره سیاه مشخصه های کاملاً متفاوتی با آنچه ما تصور می کنیم، داشته باشد”.
خود سالوچی بیشتر طرفدار همین رویکرد آخر است. او اعتقاد چندانی به تئوریهای آلترناتیو ندارد و می گوید: “به نظر من این تئوریها هم پاسخ دقیقی به ساختار شناخته شدۀ کیهان، با کهکشانها و خوشه هایش، نمی دهند. این ساختار را تا کنون فقط تئوری حفرۀ سیاه توانسته است توضیح دهد”. البته او نیز بر این نظر است که ایده های موجود در بارۀ این تئوری باید کنار گذاشته شوند.
این که تئوری حفرۀ سیاه چکونه باید بسط و تکامل یابد، برای سالوچی و کاروکز روشن نیست، اما انها در پایان مقاله شان در “یافته های ماهانه” می نویسند: “حفرۀ سیاه باید به عنوان یکی از بروزهای مستقیم یکی از رازهای فوق العادۀ کیهان تلقی شود”.
