Can a black hole be destroyed? - Fabio Pacucci

Translator: Hajar Almasi Reviewer: Saeid Saadat Talab

Black holes are among the most destructive objects in the universe.

سیاه‌چاله‌ها در زمره مخرب‌ترین اجسام جهان هستند.

Anything that gets too close to the central singularity of a black hole,

هر چیزی که بیش از حد به نقطه تکینگی مرکزی سیاه‌چاله‌ نزدیک شود،

be it an asteroid, planet, or star,

چه سیارک باشد، چه سیاره یا ستاره،

risks being torn apart by its extreme gravitational field.

خطر این‌که توسط میدان گرانشیِ شدید آن ازهم فرو‌ بپاشد، وجود دارد.

And if the approaching object happens to cross the black hole’s event horizon,

و اگر شی نزدیک شونده، ناگهان از افق رویداد سیاه‌چاله گذر کند‌،

it’ll disappear and never re-emerge,

ناپدید شده و هرگز پدیدار نخواهد شد، و در این فرآیند

adding to the black hole’s mass and expanding its radius in the process.

به جرم سیاه‌چاله‌ افزوده و شعاع آن گسترش خواهد یافت.

There is nothing we could throw at a black hole

هیچ‌چیزی نیست که بتوان در سیاه‌چاله‌ انداخت

that would do the least bit of damage to it.

که کم‌ترین صدمه‌ای به آن بزند.

Even another black hole won’t destroy it–

حتی یک سیاه‌چاله دیگر آن را از بین نخواهد برد-

the two will simply merge into a larger black hole,

این دو به‌سادگی با‌یکدیگر به سیاه‌چاله بزرگتری ادغام‌ می‌شوند.

releasing a bit of energy as gravitational waves in the process.

و در این فرآیند مقداری انرژی به‌عنوان امواج‌گرانشی آزاد می‌کنند.

By some accounts,

طبق برخی گفته‌ها‌،

it’s possible that the universe may eventually consist entirely of black holes

ممکن است که جهان در نهایت و در آینده‌ای بسیار دور به طور کامل

in a very distant future.

از سیاه‌چاله‌ها تشکیل شود.

And yet, there may be a way to destroy, or “evaporate,” these objects after all.

و با این حال ممکن است راهی برای نابود کردن یا «‌تبخیر شدن» این اجسام وجود داشته باشد.

If the theory is true,

اگر این نظریه درست باشد،

all we need to do is to wait.

تنها کاری که باید بکنیم این است که صبر کنیم.

In 1974,

در سال ۱۹۷۴،

Stephen Hawking theorized a process

استیون هاوکینگ، فرآیندی را مطرح کرد که می‌توانست

that could lead a black hole to gradually lose mass.

منجربه ایجاد سیاه‌چاله‌ای شود که جرم خود را به‌تدریج از دست بدهد.

Hawking radiation, as it came to be known,

تشعشعات هاوکینگ درست همان‌طور که معلوم شد،

is based on a well-established phenomenon called quantum fluctuations of the vacuum.

مبتنی بر پدیده‌ی شناخته‌شده‌ای به نام نوسانات کوانتومی خلا می‌باشد.

According to quantum mechanics,

با توجه به مکانیک کوانتومی،

a given point in spacetime fluctuates between multiple possible energy states.

یک نقطه داده‌شده در فضا-زمان بین حالت‌های مختلف انرژی نوسان می‌کند.

These fluctuations are driven by the continuous creation and destruction

این نوسانات به وسیله خلق و نابودیِ پیاپیِ

of virtual particle pairs,

جفت ذرات مجازی که شامل یک ذره و پاد‌ذره

which consist of a particle and its oppositely charged antiparticle.

با بار مخالف است، هدایت می‌شوند.

Normally, the two collide and annihilate each other shortly after appearing,

معمولا، این دو در مدت کوتاهی پس از ظهور، با هم برخورد کرده و نابود می شوند،

preserving the total energy.

و در نتیجه تمام انرژی را ذخیره می کنند.

But what happens when they appear just at the edge of a black hole’s event horizon?

اما چه رخ می‌دهد وقتی که آن‌ها درست در لبه افق رویداد یک سیاه‌چاله ظاهر شوند؟

If they’re positioned just right,

اگر آنها فقط درست قرار گرفته باشند،

one of the particles could escape the black hole’s pull

یکی از ذرات می تواند از کشش سیاه چاله جلوگیری کند

while its counterpart falls in.

در حالی که طرف مقابل خود سقوط می‌کند.

It would then annihilate another oppositely charged particle

سپس ذره مخالف دیگری را

within the event horizon of the black hole,

در افق رویداد سیاهچاله از بین می‌برد،

reducing the black hole’s mass.

و جرم سیاهچاله را کاهش می‌دهد.

Meanwhile, to an outside observer,

در همین حال، برای یک ناظر بیرونی،

it would look like the black hole had emitted the escaped particle.

به نظر می‌رسد که سیاه‌چاله، ذرات فرار را منتشر کرده‌است.

Thus, unless a black hole continues to absorb additional matter and energy,

بنابراین، مگر اینکه یک سیاه‌چاله به جذب ماده و انرژی اضافی ادامه دهد،

it’ll evaporate particle by particle, at an excruciatingly slow rate.

در یک سرعت بسیار بسیار آهسته ذره ذره تبخیر خواهد شد.

How slow?

چه اندازه کُند؟

A branch of physics, called black hole thermodynamics, gives us an answer.

شاخه‌ای از فیزیک به نام ترمودینامیک سیاهچاله به ما پاسخ می‌دهد.

When everyday objects or celestial bodies release energy to their environment,

هنگامی که اشیا روزمره و یا اجسام، انرژی را در محیط خود آزاد می‌کنند،

we perceive that as heat,

ما این را به عنوان گرما درک می‌کنیم

and can use their energy emission to measure their temperature.

و می‌توانیم از انتشار انرژی برای اندازه‌گیری دمای آن‌ها استفاده کنیم.

ترمودینامیک سیاه‌چاله

Black hole thermodynamics

suggests that we can similarly define the “temperature” of a black hole.

نشان می‌دهد می‌توانیم به طور مشابه «‌درجه‌ حرارت‌» یک سیاه‌چاله را تعریف کنیم.

It theorizes that the more massive the black hole,

استدلال می‌کند که هر چه سیاه‌چاله عظیم‌تر باشد،

the lower its temperature.

دمای آن کمتر می‌شود.

The universe’s largest black holes

بزرگترین سیاه‌چاله‌های جهان،

would give off temperatures of the order of 10 to the -17th power Kelvin,

درجه حرارتی درحدود ۱۰ به‌توان ۱۷- درجه کلوین را منتشر می کنند،

very close to absolute zero.

که بسیار نزدیک به صفر مطلق است.

Meanwhile, one with the mass of the asteroid Vesta

در همین حال، سیاه‌چاله‌ای با جرم سیارک وِستا

would have a temperature close to 200 degrees Celsius,

دمایی نزدیک به ۲۰۰ درجه سانتیگراد خواهد داشت،

thus releasing a lot of energy in the form of Hawking Radiation

در نتیجه انرژی زیادی را به شکل تشعشعاتِ‌ هاوکینگ

to the cold outside environment.

به محیط سرد بیرونی، آزاد می کند.

The smaller the black hole,

هرچه سیاه‌چاله‌ کوچک‌تر،

the hotter it seems to be burning–

گویی داغ‌تر می‌سوزد،

and the sooner it’ll burn out completely.

و زودتر هم به‌طور کامل می‌سوزد.

Just how soon?

فقط چقدر زود؟

Well, don’t hold your breath.

خب، نفس‌تان را حبس نکنید.

First of all, most black holes accrete, or absorb matter and energy,

اول این‌که، اکثر سیاه‌چاله‌ها یا جذب ماده و انرژی می‌شوند،

more quickly than they emit Hawking radiation.

بسیار سریع‌تر از اشعه هاوکینگ.

But even if a black hole with the mass of our Sun stopped accreting,

اما حتی اگر یک سیاه‌چاله با جرم خورشید ما، متوقف شود،

it would take 10 to the 67th power years–

۱۰ به‌ توان ۶۷ سال قدرت خواهد داشت-

many many magnitudes longer than the current age of the Universe—

خیلی‌خیلی بیشتر از سن کنونی جهان -

to fully evaporate.

تا به طور کامل تبخیر شود.

When a black hole reaches about 230 metric tons,

وقتی یک سیاه‌چاله به حدود ۲۳۰ تن می‌رسد،

it’ll have only one more second to live.

تنها یک تا دو ثانیه دیگر زنده خواهد بود.

In that final second,

در ثانیه نهایی،

its event horizon becomes increasingly tiny,

افق رویداد آن به طور فزاینده‌ای کوچک می‌شود،

until finally releasing all of its energy back into the universe.

تا اینکه بالاخره تمام انرژیِ خود را به درون جهان آزاد کند.

And while Hawking radiation has never been directly observed,

و در حالی که اشعه هاوکینگ هرگز مستقیما مشاهده نشده است،

some scientists believe that certain gamma ray flashes detected in the sky

برخی از دانشمندان بر این باورند که اشعه گاما در آسمان شناسایی شده است،

are actually traces of the last moments

در واقع اثری از آخرین لحظات سیاه‌چاله‌های کوچکی است

of small, primordial black holes formed at the dawn of time.

که در خلال زمان به پایان رسیده است.

Eventually, in an almost inconceivably distant future,

سرانجام، در آینده‌ای تقریبا غیرقابل تصور،

the universe may be left as a cold and dark place.

جهان ممکن است به عنوان مکانی سرد و تاریک رها شود.

But if Stephen Hawking was right,

اما اگرحرف استیون هاوکینگ درست باشد

before that happens,

پیش از اینکه‌ این اتفاق بیفتد،

the normally terrifying and otherwise impervious black holes

که سیاه‌چاله‌ها به طور معمول رعب‌آور و به عبارتی غیرقابل نفوذ،

will end their existence in a final blaze of glory.

وجود خود را در نهایت شکوه و جلال با افتخار به پایان خواهند رساند.