محققان کشور در قالب یک پروژه بینالمللی با همکاری پژوهشگرانی از دانشگاه آکسفورد مدل دینامیکی جدیدی برای تابشهای هاوکینگ از سیاه چالههای کیهانی ارائه کردند.
به گزارش مرکز روابط عمومی و اطلاع رسانی وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات به نقل از ایسنا، جواد تقیزاده فیروز جایی از محققان این طرح اظهار کرد: ما در جهان دو دسته سیاه چاله داریم که یک دسته آن سیاه چالههایی هستند که به دلیل پایان یافتن سوخت ستاره (هیدروژن درون ستارهای پایان یابد) تمام شده و فرو میریزند.
وی دسته دیگر سیاه چالهها را بعد از انفجار بزرگ (بیگبنگ) دانست و ادامه داد: به این دسته از سیاه چالهها، سیاه چالههای اولیه میگویند.
تقیزاده سیاه چالههای اولیه را یک نوع سیاه چالههایی دانست که پس از انفجار مهبانگ شکل گرفتهاند و یادآور شد: در جهان اولیه چگالی جهان بسیار زیاد بوده است و افت و خیز چگالی میتواند منجر به ساختارهای گرانشی و ایجاد سیاه چالهها شود. این سیاه چالهها از به کاربردن نظریه نسبیت انیشتین در تشکیل ساختار جهان مطرح شدهاند.
این محقق خاطرنشان کرد: سیاه چالههای اولیه میتوانند در جهان اولیه (کمتر از یک ثانیه پس از بیگبنگ) زمان تابش، تشکیل شوند و مطالعات هاوکینگ نشان داد که میتوان طیف تابش هاوکینگ سیاه چالههای با جرم 10 به توان منهای 18 Msun را با ابزاری نظیر "تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی" مشاهده کرد.
به گفته وی یک سیاه چاله کیهانی، در جهان ایزوله نیست، چون سیاه چاله واقعی در طبیعت در یک کهکشان و یا ستاره شکل میگیرند. سیاه چالهها ماده اطراف خود را میبلعند و شروع به رشد میکنند و ماده و انرژی از آنها خارج میشود، از این رو با مقایسه "شار" ورودی و خروجی سیاه چاله میتوان محاسبه کرد که یک سیاه چاله رشد میکند و یا کوچک میشود.
وی از مهمترین کشفیات اخیر علم فیزیک نظری که توسط "استفان هاوکینگ"، دانشمند انگلیسی انجام شده را "تابش هاوکینگ از سیاه چاله نقطهای" دانست و افزود: این کشف دریچههای متفاوتی از فیزیک سیاه چالهها را ایجاد کرده است.
این محقق در عین حال اضافه کرد: نکته جالب اینجا است که مدل نقطهای سیاه چاله که "تابش هاوکینگ" دارد، یک مدل نظری و سیاه چاله کیهانی یک مدل دینامیکی در بستر انبساطی کیهان است و متاسفانه مکانیسم هاوکینگ در این زمینه جوابگو نیست.
تقیزاده خاطر نشان کرد: بر این اساس با اجرای پروژه تحقیقاتی در پژوهشگاه دانشهای بنیادی با عنوان "مدل دینامیکی تابش هاوکینگ از سیاه چالههای کیهانی" مدلی از تابش هاوکینگ که برای سیاه چاله دینامیکی کار میکند، ارائه کردیم.
به گفته این محقق، در این تحقیقات جنبههای مختلف این تابش مانند "اثر تابش زمینه کیهان" "آهنگ خلق شار کوانتوامی ماده" و "محاسبه نرخ خلق ذره" مورد بررسی قرار گرفت.
تابش هاوکینگ (Hawking radiation) تابش جسم سیاه است که پیشبینی میشود به خاطر تأثیر کوانتومی در نزدیکی افق رویداد، از سیاه چاله تابیده شده باشد. این پدیده به نام "استیون هاوکینگ" نامگذاری شده است؛ چراکه نخستینبار او در سال 1974 بحث نظری وجود آن را مطرح کرد. مطالعات هاوکینگ به توضیح نتایج "یاکوب بکنشتاین" کمک کرد. "یاکوب بکنشتاین" پیشبینی کرده بود که بیشینه آنتروپی سیاه چاله اندازه مشخصی دارد.
"تابش هاوکینگ" باعث کاهش جرم و انرژی سیاه چاله میشود که به تبخیر سیاه چاله شناخته میشود. به همین خاطر سیاه چالههایی که جرم آنها به روش دیگری افزایش نمییابد، با گذر زمان جرم آن کاهش یافته و در پایان، از بین میروند. پیشبینی میشود که تابش ریزسیاه چاله، بیشتر از سیاه چالههای بزرگتر باشد. بنابراین با سرعت بیشتری کوچک شده و از میان میرود.
در ژوئن 2008 اداره کل ملی هوانوردی و فضا (ناسا) تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی را به فضای بیرونی فرستاد. این تلسکوپ به دنبال منبع سوسوی پرتوهای گامایی است که انتظار میرود از سیاه چالههای نخستین تابیده شده باشند.
این طرح با عنوان Dynamic Model of Hawking Radiation from Cosmological Black Holes از سوی جواد تقیزاده فیروزجایی با همکاری "جورج الیس" از دانشگاه کیپ تون- دانشگاه آکسفورد اجرایی و در بیستمین جشنواره جوان خوارزمی در گروه علوم پایه موفق به کسب رتبه دوم پژوهشهای بنیادی شده است.