اسراری که از سیاهچاله‌ها و کرمچاله‌ها + جزئیات

کرمچاله‌ها تونل‌هایی در فضا-زمان هستند که بر پایه‌ی نظریه، سفر به هر جایی در فضا و زمان، یا حتی به جهان دیگر را امکان‌پذیر می‌کنند. نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین وجود کرمچاله‌ها را شدنی می‌داند، ولی اینکه واقعا وجود دارند یا نه موضوع دیگری است.

یک کرم‌چاله از بسیاری جهات مانند یک  سیاهچاله  است. هر دوی این اجرام بی‌اندازه چگالند و کشش گرانشی‌ای بسیار نیرومندتر از اجرام هم‌اندازۀ خود دارند. تفاوت بزرگشان این است که از دید نظری، هیچ جرمی پس از گذشتن از افق رویداد یک سیاهچاله دیگر توان بازگشت نخواهد داشت (افق رویداد حدی است که در آن، سرعت گریز از کشش گرانشی سیاهچاله به اندازۀ سرعت نور می‌رسد)، اما اگر جرمی وارد یک کرمچاله شود از دید نظری می‌تواند از آن بیرون برود.

پژوهشگران با فرضِ وجود داشتنِ کرمچاله‌ها به بررسی راه‌هایی برای تشخیص یک کرمچاله از یک سیاهچاله پرداخته‌اند. آن‌ها بر ابرسیاهچاله‌ها (سیاهچاله‌های ابرپرجرم) که جرمی هم‌ارز میلیون‌ها تا میلیارد‌ها برابر خورشید دارند تمرکز کردند. باور بر این است که این اجرام در قلب بسیاری از کهکشان‌ها لانه دارند. برای نمونه، در مرکز کهکشان راه شیری خودمان هم “کمان ای*”، سیاهچاله‌ای هیولا با جرمی ۴.۵ میلیون جرم خورشیدی، لانه دارد.

هر چیزی که وارد یک دهانۀ کرمچاله‌ای شود از دهانه‌ی دیگرش بیرون می‌رود. به استدلال این دانشمندان، این بدین معناست که ماده‌ای که دارد از یک دهانه‌ی کرمچاله به درون می‌رود، احتمالا می‌تواند با ماده‌ای که دارد همزمان از دهانه‌ی دیگرِ کرمچاله وارد می‌شود برخورد کند، گونه‌ای رویداد که هرگز برای یک سیاهچاله رخ نمی‌دهد.

هر ماده‌ای که به درون دهانه‌ی یک اَبَرکرمچاله (کرمچاله‌ی ابرپرجرم) وارد می‌شود به احتمال بسیار به دلیل میدان‌های گرانشی قدرتمند آن با سرعتی بسیار بالا و باورنکردنی پیش خواهد رفت. دانشمندان پیامد‌های سرازیر شدن مواد به درون هر دو دهانه‌ی یک کرمچاله را تا جایی که این دهانه‌ها به هم می‌رسند -گلوی کرمچاله- مدلسازی کردند. دستاورد چنین برخورد‌هایی کره‌هایی از پلاسما است که با سرعتی نزدیک به سرعت نور به بیرون از هر دو دهانه گسترده می‌شوند.

“میخاییل پیوتروویچ”، اخترفیزیکدان رصدخانه مرکزی اخترشناسی در سن پترزبورگ روسیه و نویسنده اصلی این پژوهش گفت: «چیزی که مرا بیش از همه شگفت‌زده کرده این است که هیچکس تاکنون چنین تصوری را ارائه نکرده، چون تا اندازه‌ای ساده است.»

این پژوهشگران برون‌ریزی‌های چنین کرمچاله‌هایی را با برون‌ریزی‌های گونه‌ای از ابرسیاهچاله‌ها به نام هستۀ کهکشانی فعال (AGN) مقایسه کردند. این سیاهچاله‌ها با بلعیدن مواد اطراف خود درخششی بیشتر از کل کهکشان میزبانشان پدید می‌آورند، و این کار را تنها از بخشی از فضا که بزرگ‌تر از سامانه‌ی خورشیدی نیست انجام می‌دهند. ای‌جی‌ان‌ها به طور معمول با حلقه‌هایی از پلاسما به نام قرص‌های برافزایشی در بر گرفته شده‌اند و می‌توانند فواره‌هایی از پرتو‌های نیرومند از قطب‌هایشان به بیرون بیفشانند.

کره‌های پلاسما که از کرمچاله‌ها بیرون می‌زنند می‌توانند به دما‌هایی حدود ۱۰ تریلیون درجۀ سلسیوس برسند. در چنین گرمایی، پلاسما پرتو‌های فرابنفش با انرژی‌های ۶۸ میلیون الکترون ولت پدید می‌آورد.

“پیوتروویچ” می‌گوید برخلاف آن، «قرص‌های برافزایشیِ ای‌جی‌ان‌ها پرتوی گاما منتشر نمی‌کنند، زیرا دماهایشان پایین‌تر از حدِ آن است.» علاوه بر آن، اگرچه فواره‌های ای‌جی‌ان‌ها [و نه قرص‌های برافزایشی آنها]می‌توانند پرتو‌های گاما منتشر کنند، اما این تابش‌ها بیشتر در همان جهت و راستای فواره‌ها هستند- به گفته‌ی پیوتروویچ، اگر یکی را ببینیم که به شکل کروی بیرون زده، می‌تواند نشان‌دهندۀ این باشد که از یک کرمچاله آمده است.

از سوی دیگر، اگر یک ای‌جی‌ان در گونه‌ای از کهکشان‌ها به نام کهکشان‌های “سیفرت ردۀ یکم” (Type I Seyfert)، یعنی ای‌جی‌انی که گاز‌های داغ در آن به سرعت گسترده می‌شوند لانه داشته باشد، چنین ای‌جی‌انی بر پایۀ پژوهش گذشته، به احتمال بسیار پرتو‌های فرابنفشِ چندانی با انرژی‌های ۶۸ میلیون الکترون ولت تولید نمی‌کند. [این گونه از ای‌جی‌ان‌ها گاز‌های داغِ فواره‌هایشان به سرعت گسترده می‌شود، مانند گازی که کره‌وار از دهانه‌ی کرمچاله بیرون می‌زند. پس این گونه ای‌جی‌ان‌ها برون‌ریزی‌هایشان مانند کرمچاله‌هاست، ولی برخلاف آن‌ها پرتو‌های فرابنفش چندان نیرومندی منتشر نمی‌کنند.]به گفته این پژوهشگران، پس اگر “هسته کهکشان فعال” در یک کهکشان سیفرت رۀ یکم ببینیم که اوج چشمگیری در این پرتو‌ها دارد، می‌تواند به معنای آن باشد که این “به ظاهر ای‌جی‌ان” در حقیقت یک کرمچاله است. پژوهشنامه‌ی این دانشمندان برای انتشار در ماهنامه‌ی انجمن سلطنتی اخترشناسی پذیرفته شده و نسخۀ پیش از چاپ آن در سایت arxiv در دسترس است.