سفر به درون سیاه‌چاله

برای بررسی ساختار عجیب فضا_زمان در اطراف یک سیاه‌چاله، اجازه بدهید یک مسافرت فرضی به داخل یکی از آن‌ها داشته باشیم. سفر خود را از یک سفینه فضایی که در فاصله ۱AU به دور یک سیاهچاله به جرم 10 برابر جرم خورشید گردش می‌کند، آغاز می‌کنیم. سفینه مانند هر جرم دیگری، طبق قوانین کپلر به دور سیاه‌چاله می‌گردد. در واقع، قانون سوم کپلر وگردش سفینه به ما امکان می دهند که جرم سیاه‌چاله را اندازه‌گیری کنیم. حال فرض کنید که شما به همراه یک نور لیزر و یک ساعت دیجیتال، از سفینه خارج می‌شوید و به کمک نور لیزر علائمی را به سفینه پس می‌فرستید. همین طور که به طرف سیاه‌چاله سقوط می‌کنید، برای یک مدت طولانی هیچ اتفاق عجیبی رخ نمی‌دهد. اما همین که به سیاه‌چاله نزدیک شدید، نیروهای جزر و مدی گرانشی قوی‌تر شده شما را در امتداد سر وپا کشیده ودر جهت شانه‌ها به داخل می‌فشارند. در نزدیکی یک سیاه‌چاله نیرو‌های جزر و مدی فوق‌العاده قوی می‌شوند. انسان معمولی در فاصله‌ای حدود  ۳۰۰۰km از یک سیاه‌چاله با جرم 10 برابر جرم خورشید، تکه تکه خواهد شد. اکنون فرض کنید که ازشعاع شوارتزشیلد هم عبور کرده‌اید! هیچ اتفاق جدیدی رخ نمی‌دهد و هیچ علامتی لبه سیاه‌چاله را مشخص نمی‌سازد. حال مسافرت شما با سرعت زیادی به پایان می‌رسد. حدود10⁻⁵ثانیه پس از عبور از شعاع شوارتزشیلد، شما خرد شده و به درون یک نقطه تکین فشرده می‌شوید.حال که حجم شما به صفر رسیده است، دیگر از بین رفته‌اید.

خوب، حال ببینیم این صحنه از داخل سفینه فضایی چگونه به نظر می‌رسد.همین طور که شما به سیاه‌چاله نزدیک‌تر می‌شوید، نور فرستاده شده توسط لیزر شما به قرمز می‌گراید. نور می‌بایست علیه گرانش کار انجام دهد و بنابراین، انرژی از دست می‌دهدو طول موجش بلندتر می‌گردد_این هماه قرمزگرایی گرانشی است.زمان بین جرقه زدن‌های لیزر، به دلیل اتساع زمان که توسط نسبیت عام پیش‌‌بینی می‌شود، طولانی‌تر می‌گردد. همچنان که به شعاع شوارتزشیلد نزدیک می‌شوید، ساعت شما و ساعت سفینه، بیشتر  و بیشتر از حالت همزمانی خارج می‌شوند. در واقع، درست به هنگام عبور شما از شعاع شوارتزشیلد، زمان لازم برای رسیدن یک تپ لیزری به سفینه، بی‌نهایت می‌شود، اگر چه نور با تندی c حرکت می‌کند! این نور همچنین تا حد بی‌نهایت دچار قرمز شدگی می‌شود. با نزدیک‌تر شدن شما به سیاه‌چاله، از نظر یک ناظر خارجی، سقوط شما کندتر و کندتر صورت می‌گیرد. همچنین، از نظر این ناظر زمان در نهایت آنقدر کند می‌شود که به نظر متوقف شده است. نور لیزر فرستاده شده آنقدر به قرمزی می‌گراید که دیگر قابل آشکارسازی نیست. سیاه‌چاله تمرین سانسور کیهانی  می‌کند ومانع این می شود که یک ناظر خارجی سقوط شما به درونش را ببیند. 

 

منبع: کتاب نجوم و اختر فیزیک مقدماتی