ذوالفقار دانشی: پژوهشگران موفق شده‌اند سیاه‌چاله‌ای برای پرتوهای نور اختراع کنند که می‌تواند در جیب لباس شما نیز جا شود. این ابزار که درازای آن به بیش از 22 سانتی‌متر نمی‌رسد، می‌تواند پرتوهای ریزموج (مایکرویو) را به‌دام انداخته و آنها را به حرارت تبدیل کند.
این سیاهچاله، درواقع آخرین ابزار هوشمندانه‌ای است که با استفاده از متامتریال‌ها ساخته شده است. متامتریال، ماده‌ای با طراحی مهندسی خاص است که می‌تواند پرتوهای نور را به شیوه‌های متفاوت منحرف کند. پژوهشگران تاکنون توانسته‌اند با استفاده از متامتریال، شنل نامریی و عدسی‌هایی با وضوح بالا تولید کنند؛ اما جیانگ چن و تیه جون چو از دانشگاه ساوت‌وست در نانجینگ چین موفق شده‌اند با استفاده از این مواد، شرایطی شبیه به سیاهچاله را ایجاد کنند.
سیاه‌چاله‌ها وقتی پدید می‌آیند که گرانش جسم آنقدر شدید باشد که سرعت فرار از نزدیکی آن از سرعت نور نیز بالاتر رود. در این حالت، هیچ چیز و حتی پرتوهای نور نیز نمی‌توانند از این جسم پرگرانش فرار کنند؛ گویی که درون چاله‌ای بدون راه فرار به‌دام افتاده باشند. در شرایط معمول، سیاهچاله زمانی پدید می‌آید که ستاره‌ای با حداقل جرم 3 برابر خورشید به پایان عمر خود برسد و به شدت منقبض شود. سیاه‌چاله‌ها عموما بسیار سنگینند، به‌طوری‌که سیاهچاله مرکزی کهکشان خودمان، راه‌شیری حدود 3.6 میلیون بار از خورشید سنگین‌تر است و نغییرات قابل توجهی را در فضای اطراف خود پدید می‌آورد. آلبرت اینشتین در نظریه نسبیت عام خود پیش‌بینی کرده بود که پرتوهای نور می‌توانند تحت تاثیر گرانش، منحرف شوند.
ایده نخستین
نخستین بار، یوگنی نوریمانف و الکساندر کیلدیشف از دانشگاه وست‌لافایت در ایالات متحده، طرح نظری سیاه‌چاله‌ای آزمایشگاهی را برای به‌دام انداختن پرتوهای نور در فروردین 1387مطرح کردند. آنها چنین استدلال کردند که می‌توان ابزاری ساخت که شبیه به سیاه‌چاله‌ها، نور را مجبور کند در مسیری مارپیچی به‌سوی حفره مرکزی حرکت کند.
جیانگ چن و تیه جون چو موفق شده‌اند با اندکی تغییر در ایده اولیه، این ابزار را ویژه پرتوهای ریزموج تولید کنند. سیاهچاله ابداعی آنها به جای نیروی گرانش، از مجموعه‌ای از تشدیدگرهای فلزی استفاده می‌کند که در 60 دایره متحدالمرکز آرایش یافته‌اند. این تشدیدگرها بر میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی پرتوهای نور عبوری تاثیر می‌گذارند و سبب می‌شوند این پرتوها به سوی مرکز حفره منحرف شوند. پرتوی نور پیوسته به هسته سیاهچاله نزدیک و نزدیک‌تر می‌شود تا به درونی‌ترین 20 لایه آخر برسد. این 20 لایه از تشدیدگرهای متفاوتی ساخته شده‌اند که نور را به گرما تبدیل می‌کنند. بدین ترتیب، هرآن‌چه به داخل برود، هیچ‌گاه خارج نمی‌شود و پرتویی که به درون حفره می‌رود، کاملا جذب خواهد شد.
جان پندری، فیزیک‌دان نظری در ایمپریال کالج لندن که برای نخستین بار از متامتریال استفاده کرد، در گفتگو با نیچر گفت: «من کاملا تحت تاثیر قرار گرفته‌ام. این سیاهچاله آخرین دستاورد از ابزارهای عجیب و غریبی است که می‌توان با استفاده از متامتریال‌ها ساخت. البته از آن‌جا که این ابزار نمونه صددرصد یک سیاهچاله نیست، با این نام‌گذاری خیلی موافق نیستم. از سوی دیگر، گرانش شدید سیاه‌چاله‌ها سبب می‌شود آنها تابشی کوانتومی از خود منتشر کنند که تابش هاوکینگ خوانده می‌شود؛ درحالی‌که ابزار ارایه‌شده از سوی پژوهشگران چینی، ابزاری اپتیکی است و از آن‌جا که منبع داخلی انرژی ندارد، نمی‌تواند تابش هاوکینگ را نیز منتشر کند».
ناریمانف نیز در گفتگو با خبرنگار نیوساینتیست گفت: «واقعا غافلگیر شدم که آنها این‌قدر سریع موفق شدند این ابزار را بسازند. مطمئنم آنها خواهند توانست سیاهچاله نور مریی را نیز بسازند! تنها کاری که باید انجام دهند، این است که ابزار را برای نورمریی که طول‌موج بسیار کوتاه‌تری دارد، تنظیم کنند.»
با این حال، این سیاهچاله می‌تواند برخلاف انتظار عموم مردم، مفید واقع شود. گروه پژوهشگران چینی امیدوارند تا زمستان امسال بتوانند سیاه‌چاله‌ای در نور مریی تولید کنند. در صورت موفقیت، این دستاورد می‌تواند در ابزارهایی مانند سلول‌های خورشیدی به کار رود. در مناطقی که نور خورشید بیش‌از حد پراکنده است و حتی آینه‌های بزرگ سهموی نیز نمی‌توانند انرژی کافی را به سلول‌های خورشیدی برسانند، سیاهچاله می‌تواند تمام پرتوهای نور را در سلول‌های خورشیدی مستقر در حفره متمرکز کند و بازده استفاده از انرژی خورشیدی را به شدت افزایش دهد.
نظر شما