توضیح چگونگی تولید طلا، سیاهچاله‌ها و امواج گرانشی در آخرین مصاحبه استیون هاوکینگ

اکتبر سال قبل اتفاق مهم و هیجان‌انگیزی رخ داد؛ دانشمندان توانستند برخورد دو ستاره‌ی نوترونی را رصد کنند. ستاره‌های نوترونی اجرام باقی‌مانده از انفجار ستاره‌های بزرگ هستند که جرم بسیار بالایی دارند؛ به‌عنوان مثال یک قاشق غذاخوری از مواد آن‌ها، میلیاردها تن جرم خواهد داشت. ستاره‌های نوترونی پس از جدایی از ابرستاره، در فضا پراکنده و مدتی پس از رقص و حرکات خطرناک، به هم نزدیک و نزدیک‌تر می‌شوند و سرانجام با هم برخورد می‌کنند. این پدیده ابتدا در آگوست ۲۰۱۷ اتفاق افتاد و دستگاه‌های بسیاری آن را رصد کردند و برای اولین بار دانشمندان در سراسر جهان توانستند برخورد دو ستاره‌ی نوترونی را که ۱۳۰ میلیون سال نوری با زمین فاصله دارند، مشاهده کنند.

پس از برخورد این دو ستاره با یکدیگر، انرژی و ماده در فضا پراکنده می‌شود. انفجار اخیر این دو ستاره، سؤال‌های زیادی را پاسخ داد؛ چرا که فلز طلا و پلاتین از محصولات انفجار ستاره‌های نوترونی بودند. دانشمندان معتقدند حداقل نیمی از ذخایر طلا در جهان از این راه به وجود آمده است. این رویداد از پدیده‌هایی بود که بدون‌ شک پروفسور هاوکینگ باید درباره‌ی آن‌ها نظر بدهد. پالاب قوش که با استیون هاوکینگ مصاحبه‌ کرده بود، می‌گوید:

من قبلا جواب یکی از سؤال‌ها را برای گزارش خبری خود استفاده کردم؛ اما الان متن کامل این گزارش پیش روی شما است. پروفسور هاوکینگ با ارائه‌ی تصویری زیبا از کیهان، ما را ترک می‌کند.

هاوکینگ در مورد اهمیت کشف برخورد دو ستاره‌ی نوترونی، می‌گوید این یک پیشرفت بسیار بزرگ و نقطه‌ی عطفی در علم است. این اولین مورد ردیابی امواج گرانشی همزمان با همتای الکترومغناطیسی‌اش (نوری) است. این پدیده نشان می‌دهد فوران‌های ناگهانی و کوتاه پرتو گاما با ادغام ستاره‌های نوترونی اتفاق می‌افتد. این برخورد، روش جدیدی برای تعیین فاصله‌ در کیهان‌شناسی و همچنین در مورد رفتار ماده با تراکم فوق‌العاده بالا، در اختیار ما می‌گذارد. هاوکینگ همچنین توضیح داد که این کشف برای فیزیک‌دانان سیاهچاله بسیار مهم است. در ادامه هاوکینگ در پاسخ به سؤال پالاب قوش، در مورد امواج الکترومغناطیسی ساطع‌شده از این برخورد می‌گوید:

ما با استفاده از تشعشع الکترومغناطیسی ناشی از برخورد دوستاره‌ی نوترونی، می‌توانیم موقعیت دقیق یک نقطه را در آسمان و میزان «گرایش به سرخ» رویداد را به دست بیاوریم. ماده‌ی داخل ستاره‌ی نوترونی بسیار فشرده‌تر از هر آن چیزی است که می‌توانیم در آزمایشگاه تولید کنیم.

قوش، در ادامه از هاوکینگ می‌پرسد آیا برخورد ستاره‌های نوترونی می‌تواند چگونگی تشکیل سیاهچاله‌ها را توضیح دهد؟ هاوکینگ در پاسخ به او می‌‌‌گوید:

اینکه یک سیاهچاله بتواند از ادغام دو ستاره‌ی نوترونی تشکیل شود، از لحاظ نظری شناخته‌شده است. اما این رخداد اولین موردی است که تاکنون رصد شده. در واقع با ادغام آن‌ها، یک ستاره‌ی نوترونی بسیار بزرگ به‌ وجود می‌آید که بعد از فروپاشی به سیاهچاله تبدیل خواهد شد. این فرآیند، بسیار متفاوت با سایر راه‌های تشکیل سیاهچاله است؛ مثل ابرنواختر یا زمانی که یک ستاره‌ نوترونی با استفاده از جذب مواد یک ستاره‌ی معمولی، رشد می‌کند. به کمک مدل‌سازی ابررایانه‌ها و بررسی داده‌ها، می‌توان شناخت وسیع‌تر و تازه‌ای از انفجار پرتو گاما و دینامیک تشکیل سیاهچاله‌ها به‌ دست آورد.

استیون هاوکینگ در پاسخ به آخرین سؤال در مورد اینکه آیا با اندازه‌گیری امواج گرانشی می‌توان به نحوه‌ی کارکرد فضا-زمان، گرانش و درک کیهان، شناخت بیشتری پیدا کرد، می‌گوید:

بدون شک بله. ما با استفاه از رصد امواج گرانشی می‌توانیم نسبیت عام اینشتین را در یک میدان‌ گرانشی قوی، امتحان کنیم. برخی فکر می‌کنند برای رهایی از معرفی انرژی تاریک وماده‌ی تاریک، باید نسبیت عام را اصلاح کرد. امواج گرانشی راه‌های جدید برای اصلاح نسبیت عام در اختیار ما می‌گذارد. کیهان هنوز برای ما قابل پیش‌بینی نیست و ما با صدای امواج گرانشی، تازه از خواب بیدار شده‌ایم.

هاوکینگ می‌گوید برخورد ستاره‌های نوترونی یکی از راه‌های تولید طلا است. این عنصر با به دام افتادن سریع نوترون در ابرنواخترها نیز به وجود می‌آید. طلا نه‌تنها در زمین بلکه در همه‌ جا کمیاب است؛ به این دلیل که انرژی جوش هسته‌ای در آهن به اوج می‌رسد و در نهایت عناصر سنگین‌تر از آهن به‌سختی شکل می‌گیرند. همچنین برای تولید عناصر سنگین و پایداری مثل طلا، باید نیروی هسته‌ای بر نیروی دافعه‌ی الکترمغناطیسی غلبه کند. گرمای اعماق زمین منجر به تفکیک فلزاتی مانند طلا و پلاتین از باقی مواد می‌شد و به‌وسیله‌ی چشمه‌های داغ و آتشفشان‌ها به خارج و روی سطح زمین منتقل می‌شدند. همانطور که باد و آب از بین صخره‌ها عبور می‌کنند و نیروهای تکتونیکی (نیروی صفحات پوسته‌ی زمین) باعث شکل‌گیری کوه‌ها و دره‌ها شدند، مقادیری طلا در نهایت به سطح زمین رسیدند. سرانجام بشر کارهای زیادی با این فلز درخشان انجام داد؛ از تجارت و کسب درآمد گرفته تا جنگ و کشتار به خاطر دستیابی بیشتر آن و پرستش و اظهار عشق و محبت به این فلز. و همه‌ی این‌ها از مدت‌ها قبل آغاز شد؛ زمانی که دو ستاره نوترونی روی صحنه‌ی رقص کیهانی به هم برخورد کردند.