اولین واکنش شناخته شده توسط بشر همجوشی ستارگان بود ، دومین آن شکافت هسته‌ها و سومین آن واکنش ذره با پاد ذره یا همان ماده با پاد ماده است .
اما واکنش هسته‌ای از نوع چهارم در راه است ! یعنی ادغام دو نوترون و تبدیل آن دو به ماده تاریک ( دخان ) و گسترش تک موج گرانشی که هستی را ویران خواهد کرد .
همانطور که میدانیم یک ابر نو اختر ( supernova ) بعد از مدتی نور دهی شدید و بعد از طی مراحلی منفجر شده و مقداری از جرم آن به خارج پرتاب میشود ، ولی بیشتر جرم آن به مرکز جاذبه سقوط کرده و الکترون‌ها و پروتون‌های عناصر موجود ، تحت شرایطی ادغام و تبدیل به نوترونها میشوند . از این رو آنها را ستارگان نوترونی نامیده‌اند ، بدیهی است که جرم حجمی ( چگالی ) این اجرام بسیار زیاد است ، در این حالت بخصوص از ماده ، فضای داخل اتم و فضای بین اتم‌ها حذف شده است و نوترونها تقریبا در کنار همدیگر به ردیف و منظم چیده شده‌اند ، یک قاشق چای خوری ( تقریبا یک سانتی متر مکعب ) از این ماده ، یک میلیارد تن جرم دارد ، اما نکته حائز اهمیت این است که جرم اینگونه اجرام سماوی ثابت نمی‌ماند ، زیرا آنها به واسطه داشتن نیروی گرانشی بسیار قوی ، شروع به بلعیدن مواد در حوزه جاذبه خود میکنند و رفته رفته به جرم آنها افزوده میشود ، ابتدا گازها جذب آنها شده و بعضی از آنها میتوانند ستارگان را در کام خود فرو برند و سرنوشت مواد جذب شده ، تبدیل شدن به نوکلئون‌ها ( پروتون‌ها و نوترونها ) و الحاق به پیکره سیاه‌چاله است . همانطور که میدانیم اسم این اجرام را به این دلیل سیاه‌چاله گذاشته‌اند که نور و بهتر است بگوییم امواج الکترومغناطیس توان خروج و فرار از میدان گرانشی آنها را ندارند . مسئله مهم دیگر این است که سیاه‌چاله‌ها در تراکم جرم در پیکره خود محدودیت دارند ، یعنی همانطور که ستارگان در تراکم گاز در خود محدودیت دارند و جرم اضافی ستارگان باعث کوتاه شدن عمر ، عدم تعادل و در نهایت انفجار آنها میشود . با افزایش جرم سیاه‌چاله‌ها ، فشار در داخل آنها به بینهایت میل میکند و تحمل این فشار برای نوترونها و ... غیر ممکن خواهد بود ، نوترونها مجبورند در هم ادغام شوند ، یعنی در هم فرو روند و ذرات جدید را به وجود آورند که این تبدیلات ذرات اتمی به یکدیگر در عالم فیزیکی همواره انرژی‌زا است و یک نوع واکنش هسته‌ای محسوب میشود . جرم بعضی از این سیاه‌چاله‌ها چند هزار برابر جرم خورشید ما تخمین زده میشود .
شکل فوق چینش نوترونها را در حالت هرمی شکل نشان میدهد ، البته این شکل صرفا یک مثال هندسی جهت درک چینش نوترونها در داخل یک سیاه‌چاله است و شکل هندسی واقعی یک سیاه‌چاله بسته به سرعت دوران ( سرعت زاویه‌ای ) از یک کره تا یک تورس ( Torus ) متغیر است ، یعنی تصویر زیر !
2- تک موج گرانشی چیست ؟
الف - برسی موج گرانشی از دیدگاه فیزیک کلاسیک ؟
اگر طبق شکل فوق ، مرکز جاذبه سنگینی همچون خورشید را در نقطه C در نظر بگیریم و با دامنه‌ای کوتاه و فرکانسی ( تواتری ) نسبتا زیاد در امتداد یک خط مستقیم ( فلش‌های سبز رنگ ) شروع به نوسان کند ، بدیهی است که انرژی این نوسانات به صورت موجهایی به تمامی اجرام حاضر در میدان جاذبه خورشید انتقال می‌یابد که انرژی آن بستگی به فاصله آن از خورشید و سایر پارامترها دارد ، در این وضعیت ، میدان گرانش خورشید زمینه و محیط انتقال یا انتشار موج خواهد بود . اگر میدان گرانش خورشید را به صورت بردارهایی فرض کنیم ، بردار عمود بر امتداد نوسانات خورشید به صورت عرضی ( منحنی قرمز رنگ ) و بردار هم سو با امتداد نوسانات ( خطوط آبی رنگ ) به صورت طولی مواج میشوند . این امواج را موج گرانشی تعریف می‌کنیم و استفاده از این واژه در این مبحث قراردادی و اختیاری است و در مباحث دیگر ، این واژه میتواند تعاریف دیگری و معنی خاص خودش را داشته باشد . البته تصور ظهور این پدیده نوسانات خورشید برای ما که بر روی سیاره زمین مقیم هستیم بسیار هولناک است ، چرا که سیاره زمین در این نوسانات خورشید با بالاترین سطح زلزله به لرزه در خواهد آمد و در نهایت تکه تکه و خرد خواهد شد . این امواج برای اجرام صلب همچون جامدات بسیار خرد کننده و شکننده است ولی گازها انعطاف نسبتا بیشتری در مقابل موج گرانش دارند ، البته با تشدید و تمرکز موج گرانش ، میتواند تاثیرات بسیار مخربی نیز بر گازها داشته باشد .
ب - برسی تک موج گرانشی از دیدگاه فیزیک مدرن !
ابتدا باید بدانیم که میدان هیگز چیست ؟ میدان هیگز نوع جدیدی از میدان فرض میشود که طبق تعریف ، تمام عالم را فرا گرفته است و چنین تصور میشود که جرم تمامی ذرات بنیادی در برهمکنش آنها با این میدان حاصل میشود . یعنی میدان هیگز انرژی جنبشی حاصل از نوسانات یا حرکات سریع ذرات را تبدیل به جرم آنها میکند . به بیان ساده ، میدان هیگز یک مبدل انرژی به جرم است که منشا اندیشه و تئوری آن نظریه نسبیت است . همانطور که فوتون ، ذره موج الکترومغناطیس فرض میشود ، ذره‌ای به نام بوزون هیگز نیز ذره میدان هیگز در نظر گرفته میشود که البته تا به امروز بوزون هیگز در هیچ آشکار سازی مشاهده نشده است . به طور مثال برای اینکه به جرمی معادل یک کیلوگرم در حالت سکون ، شتابی برابر یک متر بر مجذور ثانیه بدهیم نیاز به یک نیوتن نیرو داریم و این میدان هیگز است که در مقابل شتاب جرم مقاومت میکند و این نیرو صرف خنثی کردن مقاومت میدان هیگز در مقابل شتاب میشود و در نهایت این نیرو یا سرعت به جرم شی افزوده میشود .
طبق یک نظریه دیگر چون ماهیت نور را ذره‌ای و از جنس فوتون میدانند ، پس میدان گرانش نیز متشکل از ذراتی به نام گراویتون است . سرعت انتشار گراویتون را بسیار بیشتر از سرعت نور تخمین زده‌اند ، برای اینکه سرعت برقراری و انفصال میادین گرانشی در عالم تقریبا آنی و بلادرنگ حدس زده میشود که نظریه نسبیت آن را رد کرده است و این تئوری با نظریه نسبیت سازگاری ندارد برای اینکه حد سرعت در نسبیت سرعت نور است . انیشتین خود مثال جالبی زده است ، وی گفته است : " نور فاصله خورشید تا زمین را تقریبا در هشت دقیقه طی میکند . فرض کنیم خورشید در یک لحظه معدوم گردد . اثر گرانشی آن ، همان لحظه از روی زمین برداشته میشود و زمین از مسیر خود منحرف میشود ، در حالی که نور تا هشت دقیقه دیگر ، همچنان به زمین میرسد " آنچه که روی میدهد این است که خورشید دیده میشود ، در حالی که وجود خارجی ندارد و اثر گرانشی آن نیز از بین رفته است . و این مثال خود دلیل قانع کننده‌ای است که چون سرعت انفصال میدان گرانشی آنی است پس سرعت تشکیل و انتشار آن نیز آنی خواهد بود ، یعنی موضوعی که با اصول اولیه نسبیت در تناقض است ولی واقعیت فیزیکی دارد . بوزون گراویتون نیز تا به امروز در هیچ آشکار سازی مشاهده نشده است . به طور خلاصه نظر نسبیت در مورد گرانش انحنای فضا - زمان است ولی مکانیک کوانتومی خاصیت ذره‌ای برای گرانش قائل شده است که با هم سازگاری ندارند .
در یک سیستم سیاه‌چاله‌ای همواره دو پارامتر جرم و گرانش در حال افزایش است ، برای اینکه گرانش تابعی از جرم است ولی تئوری هاوکینگ نظر دیگری دارد ، "سیاه‌چاله‌ها به مرور زمان تبخیر میشوند ( جرم از دست میدهند ) " که البته ممکن است شرایط برای سیاه‌چاله‌ها متفاوت باشد و آنها رفتارهای مختلف و غیر قابل پیش بینی داشته باشند ولی در کل ، جرم سیاه‌چاله‌ها رو به افزایش است مخصوصا در هسته کهکشانها ، و از طرفی طبق نظریه مکانیک کوانتومی ، امواج الکترومغناطیس حاصل نوسانات الکترون‌ها در لایه‌های ( ترازهای انرژی ) اتم‌هاست و چون هسته عناصر نیز دارای نوسانات مشابهی هستند و آنها نیز کوانتومی محسوب میشوند ، پس هسته‌ها نیز میتوانند امواج الکترومغناطیس به نام پرتوهای ایکس و همچنین گامای پر انرژی تولید نمایند البته تواتر در داخل هسته اتم‌ها با دامنه نوساناتی کمتر و با فرکانسهای بیشتری است ، هر چند که میدانیم با بالا رفتن فرکانس موج الکترومغناطیس ، انرژی و قدرت نفوذ آن هم افزایش می‌یابد .
اینک میتوان دریافت که با توجه به قطر بسیار کوچک نوترونها و دامنه حرکتی بسیار محدودی که میتوانند داشته باشند ، در زمان ادغام نوترونها چه امواجی با فرکانس بسیار بسیار بالا و طول موج بسیار بسیار کوتاهی تولید خواهد شد ، یعنی پر انرژی‌ترین امواجی که میتوانیم در ذهن خود تجسم کنیم ، که البته ماهیت آنها از جنس الکترومغناطیس نیست بلکه ماهیت آنها را میتوانیم گرانشی و یا حتی ذرات فرضی گراویتون در نظر بگیریم . دلیل این مسئله این است که شروع یک چنین واکنش هسته‌ای قوی میتواند کل پیکره‌ی یک سیاه‌چاله را با فرکانس بسیار بالا به لرزه درآورد و در نتیجه تمامی اجرام سماوی پیرامون سیاه‌چاله به لرزه در خواهند آمد ، اما شروع این لرزشهای شدید میتواند در کل میدان هیگز منتشره در سرتاسر عالم اثر داشته باشد و انرژی این لرزه‌ها را به سایر ذرات بنیادی عالم منتقل کند ، این اثر را میتوانیم اثر متقابل جرم ذرات بر میدان هیگز تعریف کنیم ، زیرا در این نظریه جرم ذرات متناسب با شدت میدان هیگز ضرب در شدت برهمکنش است ، یعنی همانطور که میدان هیگز باعث بوجود آمدن جرم ذرات میشود و در آنها تاثیر دارد ، تغییر ناگهانی جرم ذرات نیز میتواند بر میدان هیگز اثر کند ، حتی تکانه‌های سریع و شدید ذرات در فضا نیز در میدان هیگز موثر است . این دقیقا به معنی به هم خوردن تعادل اجرام سماوی در کل عالم به علت تغییر در جرم حالت سکون آنهاست ، در مراحل ابتدایی شروع این واکنش در یک سیاه‌چاله یک شوک خفیف به میدان هیگز وارد میشود که اجرام سماوی در کل عالم احساس سبک و سنگین شدن خفیفی را خواهند داشت و در مراحل تشدید واکنش ، ستارگان به علت از دست دادن تعادل فیزیکی ، با سرعت به کام سیاه‌چاله‌های دیگر فرو میروند و با رسیدن سیاه‌چاله‌ها به جرم بحرانی خود ، واکنشهای جدید نوترونی در تمامی نقاط هستی شروع میشود ، و دلیل آن این است که تمامی اجرام سماوی مخصوصا سیاه‌چاله‌ها از طریق این میدان فرضی هیگز به همدیگر مربوط میشوند و همگی آنها جرم خود را مدیون این میدان یکپارچه هستند که میتوان این پدیده را انقلاب دوم ستارگان نوترونی نامید . نکته مهم اینکه انرژی حاصل از ادغام نوترونها نمی‌تواند به صورت امواج الکترومغناطیس باشد ، چرا که این امواج قدرت خروج از میدان جاذبه سیاه‌چاله را نخواهند داشت و نیرو و فشار گرانش بسیار قوی در داخل سیاه‌چاله اجازه تولید امواج الکترومغناطیس را نخواهد داد و اگر مقداری از امواج الکترومغناطیس هم تولید شود در همان بطن سیاه‌چاله باقی خواهد ماند و باعث وارد کردن شوک به کل جرم سیاه‌چاله خواهد شد . اصولا سرعت انتشار امواج گرانشی خیلی بیشتر از سرعت امواج الکترومغناطیسی است و دلیل آن وجود میدان قوی گرانشی پیرامون سیاه چاله است که اگر اینطور نبود گرانش سیاه چاله هرگز نمیتوانست خارج از جرم نوترونی پدیدار شود ، یعنی همانطور که هیچ روشنایی محسوسی پیرامون سیاه چاله‌ها قابل رویت نیست و به این دلیل نام آنها را سیاه چاله گذارده‌اند . نکته بسیار مهم دیگر اینکه سرعت ذرات گراویتون بیشتر از سرعت نور تخمین زده شده است ، در واقع چنین به نظر میرسد که اگر سرعت انتشار تک موج گرانشی در عالم آنی نباشد ولی بسیار زیاد خواهد بود و خبر روی داد انفجار اولین سیاه‌چاله در عرض چندین هزار سال به تمام نقاط عالم سرایت می کند البته بسته به اینکه این انفجار در کجای عالم روی دهد . در حقیقت انرژی و قدرت نفوذ آن به واسطه فرکانس بسیار بسیار بالا افزایش چشم گیری خواهد داشت و دلیل این پدیده‌ها از دیدگاه مکانیک کوانتوم این است که در فضای دور از ماده و غبار کیهانی ، یعنی آنجایی که هیچ نشانه‌ای از ماده مشاهده نمی‌شود ، گرانش و به بیانی دیگر کوانتومهای حامل نیروی گرانش ، یعنی گراویتونها حضوری انکار ناپذیر دارند ، یعنی در هر نقطه‌ای از فضا آثار گرانشی وجود دارد که تعداد زیادی گراویتون وجود خواهد داشت ، تک موج گرانشی را میتوانیم موج گرانش حامل یا نوسان دهنده ذرات فرضی گراویتون یا سایر ذرات بدانیم که با سرعت سرسام آوری در فضا در حال گسترش است که هر کجا با ماده و پاد ماده تصادمی داشته باشد آن را منهدم میکند . تراکم سیاه‌چاله‌ها در مراکز کهکشانها بیشتر از مکانهای دیگر عالم است ، یعنی در مکانی که تراکم ستارگان نیز زیاد است ، این مسئله بدین معنی است که جرم بسیار زیادی در کنار سیاه‌چاله‌ها فراهم و مهیای انفجار شده است ، واکنش هسته‌ای از نوع چهارم از مراکز کهکشانها شروع میشود و بسیار سریع گسترش می‌یابد و کل جرم کهکشان را فرو میریزد و به کهکشانهای دیگر سرایت میکند . شواهد تجربی بسیاری وجود دارد که نشان میدهد که گرانش تحت شرایطی میتواند انرژی الکترومغناطیس تولید کند هر چند که این پدیده این نظریه را تقویت میکند که نیروهای گرانشی و الکترومغناطیسی مبدا واحدی دارند یا بهتر است بگوییم از نیروی واحدی نشات میگیرند ، ولی این احتمال وجود دارد که در زمان شروع واکنش در یک سیاه‌چاله ، در خارج از آن امواج الکترومغناطیس پر قدرتی همچون اشعه ایکس یا پرتوهای گاما تولید و گسترش یابد .
معادلات میدان نسبیت عام نشان میدهد که چگالی تا بینهایت قابل افزایش است و به همین ترتیب حجم میتواند تا صفر هم کاهش یابد ولی قبول این مسئله بسیار دشوار است برای اینکه ماده بدون حجم موجودیت فیزیکی و حتی تعریف فیزیکی ندارد ، زیرا یکی از خصوصیات و تعاریف ماده اشغال فضاست ، جرم بدون اشغال فضا بی معنی و تعریف نشده است . تحت هر شرایطی ماده میبایست موجودیت خود را حفظ و اعلام کند و این موجودیت در داشتن حجم و اشغال فضاست . در واقع هر جسمی قبل از آنکه حجمش به صفر برسد منفجر میشود و علت آن را میتوانیم چنین بیان کنیم که ماده در گذشتن از مرز بقا به طرف فنا مجبور است جرم خود را به انرژی تبدیل کند و تغییر حالت و فرم دهد و بعد از اینکه جرمش نابود و صفر شد حجمش به صفر برسد و فانی شود که این مسئله یکی از نقاط ضعف نظریه نسبیت است .
اصولا چون چگالی حاصل تقسیم جرم بر حجم است و با افزایش جرم کلی یک سیاه‌چاله ، نیروی فشار گرانش درون آن افزایش می‌یابد و چگالی در مرکز سیاه‌چاله به طرف بینهایت و حجم به طرف صفر میل میکند ، انفجار در داخل سیاه‌چاله‌ها اجتناب ناپذیر بوده و هیچ راه ممکنی برای جلوگیری از آن موجود نمی‌باشد و هستی در نهایت به پایان خود خواهد رسید .
3- ماده تاریک با تعریف جدید ( دخان ) چیست ؟
از حدود بیست سال پیش حدس زده شد که در جهان ماده‌ای غیر از عناصری که ما می‌شناسیم وجود دارد زیرا در آن زمان چنین دریافتند که عالم به گونه‌ای رفتار میکند که انگار بسیار سنگین‌تر از چیزی است که واقعا به نظر میرسد و چون این ماده مشاهده نمی‌شود و مریی نیست و معمولا با اندازه گیری نیروهای گرانشی قابل شناسایی است ، نام آن را ماده تاریک نهاده‌اند ، البته در این مبحث از درست بودن یا نادرست بودن فلسفه وجودی که برای ماده تاریک مطرح شده است صرف نظر می‌کنیم و همچنین از درست بودن یا نادرست بودن ماهیت ذره‌ای امواج و میادین ( توضیحات بیشتر در مبحث پدیده دوران میادین گرانشی و توجیه چرخش ستارگان درون کهکشانی ، 90 درصد خطا در محاسبات فیزیک کلاسیک و فیزیک مدرن ) . تجربه‌ای که ما از جسم سیاه داریم این است که یک جسم سیاه میتواند تمامی طیفهای مریی نور را در حرارتهای نسبتا پایین جذب کند و به همین دلیل سیاه دیده میشود ، ولی همین جسم سیاه همان طیفهای مریی نور را در حرارتهای نسبتا بالا از خود منتشر میکند ، ولی برای ماده تاریک قسمت اول قضیه صادق است و قسمت دوم جاری نیست ، چرا که ماده تاریک تا به امروز به طور مستقیم با هیچ وسیله‌ای دیده نشده است و فعلا ما میتوانیم با استدلال فیزیکی زیر پی به وجود ماده تاریک ببریم !
دمای متوسط سطح خورشید ما چیزی نزدیک به 5700 درجه اندازه گیری شده است و حتی بیشتر از آن نیز ممکن است ، از دیدگاه مکانیک کوانتومی تمامی عناصر شناخته شده توسط ما در این برد حرارتی مولد نور هستند و میبایست تمامی انرژی دریافتی را مجددا به صورت نور دفع کنند تا به تعادل حرارتی برسند و از طرفی تمامی عناصر در این حرارت به صورت بخار یا گاز بوده و بعد از یونیزه شدن تمایل حرکت به طرف پلاسما شدن را دارند ، ولی با رصد خورشید لکه‌های تیره‌ای در سطح آن دیده میشود که به شدت مغناطیسی بوده و جامد و متراکم نیز به نظر میرسند . حال این سوال مطرح میشود که این مواد با گازهای خورشید یا عناصر دیگر چه تفاوتی دارند که اینگونه کم نور تر دیده میشوند ؟ ، گاهی اوقات این لکه‌ها حتی با یک عینک آفتابی نیز قابل تشخیص هستند البته در زمان غروب خورشید که اینگونه رصد خورشید را توصیه نمی‌کنیم ، به دلیل اینکه برای بینایی انسان بسیار خطرناک است . در حقیقت سیاه‌ترین مواد در این حرارت‌ها منیر بوده و تمامی عناصر در این وضعیت بخار یا گاز هستند !
جواب سوال این است که ماهیت این لکه‌ها به طور کامل از عناصری ( ماده باریونی ) که ما می‌شناسیم نیست ، زیرا در مکانیک کوانتومی قادر به توجیه آن نیستیم ، این مواد قادرند در مجاورت دمای 5700 درجه و حتی بیشتر از آن جاذب نور باشند و نور خورشید را با آن فاصله نزدیک جذب کنند ولی آن را به صورت نور مجددا دفع نکنند ، حال این سوال مطرح میشود که نور جذب شده توسط این مواد مخلوط یا محلول اگر به صورت نور تابش نمی‌شود پس چه میشود ؟
قدر مسلم چون ماهیت نور امواج الکترومغناطیس است ، پس نوری که توسط محلول یا مخلوط این ماده با هیدروژن در سطح خورشید جذب میشود به صورت پدیده‌های مغناطیسی خورشیدی آشکار میشود ، در واقع این ماده سیاه رنگ همان ماده تاریک ( دخان ) است که مقدار بسیار کمی از آن در واکنشهای هسته‌ای خورشید تولید و بر سطح آن تجمع میکند که به مرور زمان از سطح خورشید تبخیر شده و در فضا پراکنده میشود یا با جذب انرژی ، مجددا به اتم‌های هیدروژن تبدیل میشود و چنین پیش بینی میشود که نیروی گرانش خورشید قدرت نفوذی کمی در جذب این ماده تاریک دارد و این ماده به صورت سر باره بر سطح خورشید تجمع میکند ! ماده تاریک به صورت پودری شکل در فضا پراکنده و معلق است همچون دود آتش ، بدون اینکه تجمعی در نقطه‌ای از عالم داشته باشد پخش میشود مگر اینکه نیرویی باعث آن تجمع باشد و تولید میدان مغناطیسی قوی توسط ماده تاریک به علت جذب امواج الکترومغناطیس و مغناطیسی شدن آن میتواند ذرات آن را همانند براده‌های آهن گرد هم آورد و به صورت لکه بر سطح خورشید تجمع کنند ! آنچه که مسلم است اینکه فعالیت خورشید هر 11 سال به گونه‌ای تغییر میکند که میزان تولید ماده تاریک در آن افزایش یافته و خاصیت مغناطیسی در خورشید افزایش می‌یابد و لکه‌های خورشیدی در سطح آن توسعه می‌یابند و می توانیم قبول کنیم که اگر میادین مغناطیسی در مناطقی از خورشید تولید و پدیدار شود ، اجبارا مواد تاریک نیز در این مناطق تجمع خواهند کرد . در هنگام تشدید فعالیت خورشید این لکه‌ها نیز گسترش میابند . لکه‌های خورشیدی از سال 1700 میلادی رصد شده‌اند . داده‌های رصدی از دهه 80 قرن بیستم نشان میدهند که تعداد لکه‌های خورشیدی با شدت تابش خورشید مرتبط است . جالب اینکه هر چه تعداد لکه‌ها بیشتر باشد ، شدت تابش نور خورشید بیشتر است ، چون که مناطق اطراف لکه‌ها درخشان‌تراند .
نظریه موجود فعلی در مورد لکه‌های خورشیدی چنین بیان میکند که به خاطر خروج میادین مغناطیسی در مناطقی از سطح خورشید به صورت حبابی شکل که مانع از جریان همرفت مواد از زیر سطح ستاره میشود ، موجب سرد شدن لکه‌ها نیز میشود که حرارتی مابین 2700 الی 3400 درجه دارند که عکس این قضیه درست است ، یعنی بعد از پدیدار شدن لکه‌های خورشیدی میادین مغناطیسی در کنار لکه‌ها بوجود یا میادین موجود تشدید میشوند و اینک این سوال مطرح میشود که چگونه ممکن است جسمی چسبیده به خورشید دمایی پایین‌تر از سطح آن داشته باشد ؟ مثل اینکه سوزنی را به داخل حوضچه‌ای بزرگ از فلز مذاب همجنس خودش بیاندازیم و انتظار داشته باشیم که این سوزن ذوب نشود و سردتر از فلز مذاب باقی بماند و تیره‌تر دیده شود ، با آب که ظرفیت گرمایی زیادی دارد نیز نمی‌توان بر سطح خورشید این اختلاف حرارت را ایجاد کرد ، حتی اگر تمام آب سیاره زمین مصرف شود ! چرا که انتقال حرارت در خورشید بیشتر به صورت تشعشعی و تابشی است تا همرفتی و پتانسیل انرژی خورشید بسیار بسیار زیاد است !
جواب این است که ماده تاریک یا دخان به علت جذب شدید نور دریافتی و گذر اندک نور از خود ، حرارت محیط خود را پایین‌تر نشان میدهد یعنی باعث سرد شدن هیدروژن پیرامون خود میشود . به هر حال شکل گیری لکه‌های خورشیدی تا به امروز یک معما فرض شده است ولی علت تیرگی آنها پایین بودن حرارت میباشد که تا به امروز توجیه قانع کننده‌ای برای آن ارایه نشده است .
درخشش ناگهانی معمولا در مجاورت یک گروه لکه خورشیدی با برون ریزی شدید مواد همراه است . یک شراره نوعا در مساحتی به قطر 200000 km رخ میدهد و دمای آن از 100 میلیون درجه کلوین تجاوز می کند . بروز شراره غالبا در امتداد مرز میان نواحی گروهی از لکه‌های خورشیدی که به طور مثبت و منفی قطبیده شده‌اند صورت می گیرد .
اما واکنش هسته‌ای از نوع چهارم در راه است ! یعنی ادغام دو نوترون و تبدیل آن دو به ماده تاریک ( دخان ) و گسترش تک موج گرانشی که هستی را ویران خواهد کرد .
انقلاب دوم ستارگان نوترونی
1- واکنش هسته‌ای از نوع چهارم چیست و در چه مکان‌هایی روی خواهد داد ؟
همانطور که میدانیم یک ابر نو اختر ( supernova ) بعد از مدتی نور دهی شدید و بعد از طی مراحلی منفجر شده و مقداری از جرم آن به خارج پرتاب میشود ، ولی بیشتر جرم آن به مرکز جاذبه سقوط کرده و الکترون‌ها و پروتون‌های عناصر موجود ، تحت شرایطی ادغام و تبدیل به نوترونها میشوند . از این رو آنها را ستارگان نوترونی نامیده‌اند ، بدیهی است که جرم حجمی ( چگالی ) این اجرام بسیار زیاد است ، در این حالت بخصوص از ماده ، فضای داخل اتم و فضای بین اتم‌ها حذف شده است و نوترونها تقریبا در کنار همدیگر به ردیف و منظم چیده شده‌اند ، یک قاشق چای خوری ( تقریبا یک سانتی متر مکعب ) از این ماده ، یک میلیارد تن جرم دارد ، اما نکته حائز اهمیت این است که جرم اینگونه اجرام سماوی ثابت نمی‌ماند ، زیرا آنها به واسطه داشتن نیروی گرانشی بسیار قوی ، شروع به بلعیدن مواد در حوزه جاذبه خود میکنند و رفته رفته به جرم آنها افزوده میشود ، ابتدا گازها جذب آنها شده و بعضی از آنها میتوانند ستارگان را در کام خود فرو برند و سرنوشت مواد جذب شده ، تبدیل شدن به نوکلئون‌ها ( پروتون‌ها و نوترونها ) و الحاق به پیکره سیاه‌چاله است . همانطور که میدانیم اسم این اجرام را به این دلیل سیاه‌چاله گذاشته‌اند که نور و بهتر است بگوییم امواج الکترومغناطیس توان خروج و فرار از میدان گرانشی آنها را ندارند . مسئله مهم دیگر این است که سیاه‌چاله‌ها در تراکم جرم در پیکره خود محدودیت دارند ، یعنی همانطور که ستارگان در تراکم گاز در خود محدودیت دارند و جرم اضافی ستارگان باعث کوتاه شدن عمر ، عدم تعادل و در نهایت انفجار آنها میشود . با افزایش جرم سیاه‌چاله‌ها ، فشار در داخل آنها به بینهایت میل میکند و تحمل این فشار برای نوترونها و ... غیر ممکن خواهد بود ، نوترونها مجبورند در هم ادغام شوند ، یعنی در هم فرو روند و ذرات جدید را به وجود آورند که این تبدیلات ذرات اتمی به یکدیگر در عالم فیزیکی همواره انرژی‌زا است و یک نوع واکنش هسته‌ای محسوب میشود . جرم بعضی از این سیاه‌چاله‌ها چند هزار برابر جرم خورشید ما تخمین زده میشود .
علت اختیار شکل تورس برای بعضی از سیاه‌چاله‌ها این است که سرعت دوران ( سرعت زاویه‌ای ) بعضی از آنها آنقدر زیاد است که نیروی گریز از مرکز باعث پخ و تو خالی شدن آنها میشود ، سرعت دوران بعضی از آنها چند هزار دور در ثانیه تخمین زده میشود و سرعت حرکت بعضی از ستارگان نوترونی 4000 کیلومتر بر ثانیه اندازه گیری شده است . طبق تعریف ، یک ستاره نوترونی بعد از افزایش جرم و چند برابر شدن جرمش ، سیاه‌چاله نامیده میشود که در کل معنی و مفهوم یکسانی دارند ، یعنی اجرام سماوی که ماهیت و جنس آنها از نوترون‌هاست که میتوانند در مشخصات فیزیکی بسیار متنوع و گوناگون نیز باشند . 2- تک موج گرانشی چیست ؟
الف - برسی موج گرانشی از دیدگاه فیزیک کلاسیک ؟
ب - برسی تک موج گرانشی از دیدگاه فیزیک مدرن !
ابتدا باید بدانیم که میدان هیگز چیست ؟ میدان هیگز نوع جدیدی از میدان فرض میشود که طبق تعریف ، تمام عالم را فرا گرفته است و چنین تصور میشود که جرم تمامی ذرات بنیادی در برهمکنش آنها با این میدان حاصل میشود . یعنی میدان هیگز انرژی جنبشی حاصل از نوسانات یا حرکات سریع ذرات را تبدیل به جرم آنها میکند . به بیان ساده ، میدان هیگز یک مبدل انرژی به جرم است که منشا اندیشه و تئوری آن نظریه نسبیت است . همانطور که فوتون ، ذره موج الکترومغناطیس فرض میشود ، ذره‌ای به نام بوزون هیگز نیز ذره میدان هیگز در نظر گرفته میشود که البته تا به امروز بوزون هیگز در هیچ آشکار سازی مشاهده نشده است . به طور مثال برای اینکه به جرمی معادل یک کیلوگرم در حالت سکون ، شتابی برابر یک متر بر مجذور ثانیه بدهیم نیاز به یک نیوتن نیرو داریم و این میدان هیگز است که در مقابل شتاب جرم مقاومت میکند و این نیرو صرف خنثی کردن مقاومت میدان هیگز در مقابل شتاب میشود و در نهایت این نیرو یا سرعت به جرم شی افزوده میشود .
طبق یک نظریه دیگر چون ماهیت نور را ذره‌ای و از جنس فوتون میدانند ، پس میدان گرانش نیز متشکل از ذراتی به نام گراویتون است . سرعت انتشار گراویتون را بسیار بیشتر از سرعت نور تخمین زده‌اند ، برای اینکه سرعت برقراری و انفصال میادین گرانشی در عالم تقریبا آنی و بلادرنگ حدس زده میشود که نظریه نسبیت آن را رد کرده است و این تئوری با نظریه نسبیت سازگاری ندارد برای اینکه حد سرعت در نسبیت سرعت نور است . انیشتین خود مثال جالبی زده است ، وی گفته است : " نور فاصله خورشید تا زمین را تقریبا در هشت دقیقه طی میکند . فرض کنیم خورشید در یک لحظه معدوم گردد . اثر گرانشی آن ، همان لحظه از روی زمین برداشته میشود و زمین از مسیر خود منحرف میشود ، در حالی که نور تا هشت دقیقه دیگر ، همچنان به زمین میرسد " آنچه که روی میدهد این است که خورشید دیده میشود ، در حالی که وجود خارجی ندارد و اثر گرانشی آن نیز از بین رفته است . و این مثال خود دلیل قانع کننده‌ای است که چون سرعت انفصال میدان گرانشی آنی است پس سرعت تشکیل و انتشار آن نیز آنی خواهد بود ، یعنی موضوعی که با اصول اولیه نسبیت در تناقض است ولی واقعیت فیزیکی دارد . بوزون گراویتون نیز تا به امروز در هیچ آشکار سازی مشاهده نشده است . به طور خلاصه نظر نسبیت در مورد گرانش انحنای فضا - زمان است ولی مکانیک کوانتومی خاصیت ذره‌ای برای گرانش قائل شده است که با هم سازگاری ندارند .
در یک سیستم سیاه‌چاله‌ای همواره دو پارامتر جرم و گرانش در حال افزایش است ، برای اینکه گرانش تابعی از جرم است ولی تئوری هاوکینگ نظر دیگری دارد ، "سیاه‌چاله‌ها به مرور زمان تبخیر میشوند ( جرم از دست میدهند ) " که البته ممکن است شرایط برای سیاه‌چاله‌ها متفاوت باشد و آنها رفتارهای مختلف و غیر قابل پیش بینی داشته باشند ولی در کل ، جرم سیاه‌چاله‌ها رو به افزایش است مخصوصا در هسته کهکشانها ، و از طرفی طبق نظریه مکانیک کوانتومی ، امواج الکترومغناطیس حاصل نوسانات الکترون‌ها در لایه‌های ( ترازهای انرژی ) اتم‌هاست و چون هسته عناصر نیز دارای نوسانات مشابهی هستند و آنها نیز کوانتومی محسوب میشوند ، پس هسته‌ها نیز میتوانند امواج الکترومغناطیس به نام پرتوهای ایکس و همچنین گامای پر انرژی تولید نمایند البته تواتر در داخل هسته اتم‌ها با دامنه نوساناتی کمتر و با فرکانسهای بیشتری است ، هر چند که میدانیم با بالا رفتن فرکانس موج الکترومغناطیس ، انرژی و قدرت نفوذ آن هم افزایش می‌یابد .
اینک میتوان دریافت که با توجه به قطر بسیار کوچک نوترونها و دامنه حرکتی بسیار محدودی که میتوانند داشته باشند ، در زمان ادغام نوترونها چه امواجی با فرکانس بسیار بسیار بالا و طول موج بسیار بسیار کوتاهی تولید خواهد شد ، یعنی پر انرژی‌ترین امواجی که میتوانیم در ذهن خود تجسم کنیم ، که البته ماهیت آنها از جنس الکترومغناطیس نیست بلکه ماهیت آنها را میتوانیم گرانشی و یا حتی ذرات فرضی گراویتون در نظر بگیریم . دلیل این مسئله این است که شروع یک چنین واکنش هسته‌ای قوی میتواند کل پیکره‌ی یک سیاه‌چاله را با فرکانس بسیار بالا به لرزه درآورد و در نتیجه تمامی اجرام سماوی پیرامون سیاه‌چاله به لرزه در خواهند آمد ، اما شروع این لرزشهای شدید میتواند در کل میدان هیگز منتشره در سرتاسر عالم اثر داشته باشد و انرژی این لرزه‌ها را به سایر ذرات بنیادی عالم منتقل کند ، این اثر را میتوانیم اثر متقابل جرم ذرات بر میدان هیگز تعریف کنیم ، زیرا در این نظریه جرم ذرات متناسب با شدت میدان هیگز ضرب در شدت برهمکنش است ، یعنی همانطور که میدان هیگز باعث بوجود آمدن جرم ذرات میشود و در آنها تاثیر دارد ، تغییر ناگهانی جرم ذرات نیز میتواند بر میدان هیگز اثر کند ، حتی تکانه‌های سریع و شدید ذرات در فضا نیز در میدان هیگز موثر است . این دقیقا به معنی به هم خوردن تعادل اجرام سماوی در کل عالم به علت تغییر در جرم حالت سکون آنهاست ، در مراحل ابتدایی شروع این واکنش در یک سیاه‌چاله یک شوک خفیف به میدان هیگز وارد میشود که اجرام سماوی در کل عالم احساس سبک و سنگین شدن خفیفی را خواهند داشت و در مراحل تشدید واکنش ، ستارگان به علت از دست دادن تعادل فیزیکی ، با سرعت به کام سیاه‌چاله‌های دیگر فرو میروند و با رسیدن سیاه‌چاله‌ها به جرم بحرانی خود ، واکنشهای جدید نوترونی در تمامی نقاط هستی شروع میشود ، و دلیل آن این است که تمامی اجرام سماوی مخصوصا سیاه‌چاله‌ها از طریق این میدان فرضی هیگز به همدیگر مربوط میشوند و همگی آنها جرم خود را مدیون این میدان یکپارچه هستند که میتوان این پدیده را انقلاب دوم ستارگان نوترونی نامید . نکته مهم اینکه انرژی حاصل از ادغام نوترونها نمی‌تواند به صورت امواج الکترومغناطیس باشد ، چرا که این امواج قدرت خروج از میدان جاذبه سیاه‌چاله را نخواهند داشت و نیرو و فشار گرانش بسیار قوی در داخل سیاه‌چاله اجازه تولید امواج الکترومغناطیس را نخواهد داد و اگر مقداری از امواج الکترومغناطیس هم تولید شود در همان بطن سیاه‌چاله باقی خواهد ماند و باعث وارد کردن شوک به کل جرم سیاه‌چاله خواهد شد . اصولا سرعت انتشار امواج گرانشی خیلی بیشتر از سرعت امواج الکترومغناطیسی است و دلیل آن وجود میدان قوی گرانشی پیرامون سیاه چاله است که اگر اینطور نبود گرانش سیاه چاله هرگز نمیتوانست خارج از جرم نوترونی پدیدار شود ، یعنی همانطور که هیچ روشنایی محسوسی پیرامون سیاه چاله‌ها قابل رویت نیست و به این دلیل نام آنها را سیاه چاله گذارده‌اند . نکته بسیار مهم دیگر اینکه سرعت ذرات گراویتون بیشتر از سرعت نور تخمین زده شده است ، در واقع چنین به نظر میرسد که اگر سرعت انتشار تک موج گرانشی در عالم آنی نباشد ولی بسیار زیاد خواهد بود و خبر روی داد انفجار اولین سیاه‌چاله در عرض چندین هزار سال به تمام نقاط عالم سرایت می کند البته بسته به اینکه این انفجار در کجای عالم روی دهد . در حقیقت انرژی و قدرت نفوذ آن به واسطه فرکانس بسیار بسیار بالا افزایش چشم گیری خواهد داشت و دلیل این پدیده‌ها از دیدگاه مکانیک کوانتوم این است که در فضای دور از ماده و غبار کیهانی ، یعنی آنجایی که هیچ نشانه‌ای از ماده مشاهده نمی‌شود ، گرانش و به بیانی دیگر کوانتومهای حامل نیروی گرانش ، یعنی گراویتونها حضوری انکار ناپذیر دارند ، یعنی در هر نقطه‌ای از فضا آثار گرانشی وجود دارد که تعداد زیادی گراویتون وجود خواهد داشت ، تک موج گرانشی را میتوانیم موج گرانش حامل یا نوسان دهنده ذرات فرضی گراویتون یا سایر ذرات بدانیم که با سرعت سرسام آوری در فضا در حال گسترش است که هر کجا با ماده و پاد ماده تصادمی داشته باشد آن را منهدم میکند . تراکم سیاه‌چاله‌ها در مراکز کهکشانها بیشتر از مکانهای دیگر عالم است ، یعنی در مکانی که تراکم ستارگان نیز زیاد است ، این مسئله بدین معنی است که جرم بسیار زیادی در کنار سیاه‌چاله‌ها فراهم و مهیای انفجار شده است ، واکنش هسته‌ای از نوع چهارم از مراکز کهکشانها شروع میشود و بسیار سریع گسترش می‌یابد و کل جرم کهکشان را فرو میریزد و به کهکشانهای دیگر سرایت میکند . شواهد تجربی بسیاری وجود دارد که نشان میدهد که گرانش تحت شرایطی میتواند انرژی الکترومغناطیس تولید کند هر چند که این پدیده این نظریه را تقویت میکند که نیروهای گرانشی و الکترومغناطیسی مبدا واحدی دارند یا بهتر است بگوییم از نیروی واحدی نشات میگیرند ، ولی این احتمال وجود دارد که در زمان شروع واکنش در یک سیاه‌چاله ، در خارج از آن امواج الکترومغناطیس پر قدرتی همچون اشعه ایکس یا پرتوهای گاما تولید و گسترش یابد .
معادلات میدان نسبیت عام نشان میدهد که چگالی تا بینهایت قابل افزایش است و به همین ترتیب حجم میتواند تا صفر هم کاهش یابد ولی قبول این مسئله بسیار دشوار است برای اینکه ماده بدون حجم موجودیت فیزیکی و حتی تعریف فیزیکی ندارد ، زیرا یکی از خصوصیات و تعاریف ماده اشغال فضاست ، جرم بدون اشغال فضا بی معنی و تعریف نشده است . تحت هر شرایطی ماده میبایست موجودیت خود را حفظ و اعلام کند و این موجودیت در داشتن حجم و اشغال فضاست . در واقع هر جسمی قبل از آنکه حجمش به صفر برسد منفجر میشود و علت آن را میتوانیم چنین بیان کنیم که ماده در گذشتن از مرز بقا به طرف فنا مجبور است جرم خود را به انرژی تبدیل کند و تغییر حالت و فرم دهد و بعد از اینکه جرمش نابود و صفر شد حجمش به صفر برسد و فانی شود که این مسئله یکی از نقاط ضعف نظریه نسبیت است .
اصولا چون چگالی حاصل تقسیم جرم بر حجم است و با افزایش جرم کلی یک سیاه‌چاله ، نیروی فشار گرانش درون آن افزایش می‌یابد و چگالی در مرکز سیاه‌چاله به طرف بینهایت و حجم به طرف صفر میل میکند ، انفجار در داخل سیاه‌چاله‌ها اجتناب ناپذیر بوده و هیچ راه ممکنی برای جلوگیری از آن موجود نمی‌باشد و هستی در نهایت به پایان خود خواهد رسید .
3- ماده تاریک با تعریف جدید ( دخان ) چیست ؟
از حدود بیست سال پیش حدس زده شد که در جهان ماده‌ای غیر از عناصری که ما می‌شناسیم وجود دارد زیرا در آن زمان چنین دریافتند که عالم به گونه‌ای رفتار میکند که انگار بسیار سنگین‌تر از چیزی است که واقعا به نظر میرسد و چون این ماده مشاهده نمی‌شود و مریی نیست و معمولا با اندازه گیری نیروهای گرانشی قابل شناسایی است ، نام آن را ماده تاریک نهاده‌اند ، البته در این مبحث از درست بودن یا نادرست بودن فلسفه وجودی که برای ماده تاریک مطرح شده است صرف نظر می‌کنیم و همچنین از درست بودن یا نادرست بودن ماهیت ذره‌ای امواج و میادین ( توضیحات بیشتر در مبحث پدیده دوران میادین گرانشی و توجیه چرخش ستارگان درون کهکشانی ، 90 درصد خطا در محاسبات فیزیک کلاسیک و فیزیک مدرن ) . تجربه‌ای که ما از جسم سیاه داریم این است که یک جسم سیاه میتواند تمامی طیفهای مریی نور را در حرارتهای نسبتا پایین جذب کند و به همین دلیل سیاه دیده میشود ، ولی همین جسم سیاه همان طیفهای مریی نور را در حرارتهای نسبتا بالا از خود منتشر میکند ، ولی برای ماده تاریک قسمت اول قضیه صادق است و قسمت دوم جاری نیست ، چرا که ماده تاریک تا به امروز به طور مستقیم با هیچ وسیله‌ای دیده نشده است و فعلا ما میتوانیم با استدلال فیزیکی زیر پی به وجود ماده تاریک ببریم !
دمای متوسط سطح خورشید ما چیزی نزدیک به 5700 درجه اندازه گیری شده است و حتی بیشتر از آن نیز ممکن است ، از دیدگاه مکانیک کوانتومی تمامی عناصر شناخته شده توسط ما در این برد حرارتی مولد نور هستند و میبایست تمامی انرژی دریافتی را مجددا به صورت نور دفع کنند تا به تعادل حرارتی برسند و از طرفی تمامی عناصر در این حرارت به صورت بخار یا گاز بوده و بعد از یونیزه شدن تمایل حرکت به طرف پلاسما شدن را دارند ، ولی با رصد خورشید لکه‌های تیره‌ای در سطح آن دیده میشود که به شدت مغناطیسی بوده و جامد و متراکم نیز به نظر میرسند . حال این سوال مطرح میشود که این مواد با گازهای خورشید یا عناصر دیگر چه تفاوتی دارند که اینگونه کم نور تر دیده میشوند ؟ ، گاهی اوقات این لکه‌ها حتی با یک عینک آفتابی نیز قابل تشخیص هستند البته در زمان غروب خورشید که اینگونه رصد خورشید را توصیه نمی‌کنیم ، به دلیل اینکه برای بینایی انسان بسیار خطرناک است . در حقیقت سیاه‌ترین مواد در این حرارت‌ها منیر بوده و تمامی عناصر در این وضعیت بخار یا گاز هستند !
جواب سوال این است که ماهیت این لکه‌ها به طور کامل از عناصری ( ماده باریونی ) که ما می‌شناسیم نیست ، زیرا در مکانیک کوانتومی قادر به توجیه آن نیستیم ، این مواد قادرند در مجاورت دمای 5700 درجه و حتی بیشتر از آن جاذب نور باشند و نور خورشید را با آن فاصله نزدیک جذب کنند ولی آن را به صورت نور مجددا دفع نکنند ، حال این سوال مطرح میشود که نور جذب شده توسط این مواد مخلوط یا محلول اگر به صورت نور تابش نمی‌شود پس چه میشود ؟
قدر مسلم چون ماهیت نور امواج الکترومغناطیس است ، پس نوری که توسط محلول یا مخلوط این ماده با هیدروژن در سطح خورشید جذب میشود به صورت پدیده‌های مغناطیسی خورشیدی آشکار میشود ، در واقع این ماده سیاه رنگ همان ماده تاریک ( دخان ) است که مقدار بسیار کمی از آن در واکنشهای هسته‌ای خورشید تولید و بر سطح آن تجمع میکند که به مرور زمان از سطح خورشید تبخیر شده و در فضا پراکنده میشود یا با جذب انرژی ، مجددا به اتم‌های هیدروژن تبدیل میشود و چنین پیش بینی میشود که نیروی گرانش خورشید قدرت نفوذی کمی در جذب این ماده تاریک دارد و این ماده به صورت سر باره بر سطح خورشید تجمع میکند ! ماده تاریک به صورت پودری شکل در فضا پراکنده و معلق است همچون دود آتش ، بدون اینکه تجمعی در نقطه‌ای از عالم داشته باشد پخش میشود مگر اینکه نیرویی باعث آن تجمع باشد و تولید میدان مغناطیسی قوی توسط ماده تاریک به علت جذب امواج الکترومغناطیس و مغناطیسی شدن آن میتواند ذرات آن را همانند براده‌های آهن گرد هم آورد و به صورت لکه بر سطح خورشید تجمع کنند ! آنچه که مسلم است اینکه فعالیت خورشید هر 11 سال به گونه‌ای تغییر میکند که میزان تولید ماده تاریک در آن افزایش یافته و خاصیت مغناطیسی در خورشید افزایش می‌یابد و لکه‌های خورشیدی در سطح آن توسعه می‌یابند و می توانیم قبول کنیم که اگر میادین مغناطیسی در مناطقی از خورشید تولید و پدیدار شود ، اجبارا مواد تاریک نیز در این مناطق تجمع خواهند کرد . در هنگام تشدید فعالیت خورشید این لکه‌ها نیز گسترش میابند . لکه‌های خورشیدی از سال 1700 میلادی رصد شده‌اند . داده‌های رصدی از دهه 80 قرن بیستم نشان میدهند که تعداد لکه‌های خورشیدی با شدت تابش خورشید مرتبط است . جالب اینکه هر چه تعداد لکه‌ها بیشتر باشد ، شدت تابش نور خورشید بیشتر است ، چون که مناطق اطراف لکه‌ها درخشان‌تراند .
جواب این است که ماده تاریک یا دخان به علت جذب شدید نور دریافتی و گذر اندک نور از خود ، حرارت محیط خود را پایین‌تر نشان میدهد یعنی باعث سرد شدن هیدروژن پیرامون خود میشود . به هر حال شکل گیری لکه‌های خورشیدی تا به امروز یک معما فرض شده است ولی علت تیرگی آنها پایین بودن حرارت میباشد که تا به امروز توجیه قانع کننده‌ای برای آن ارایه نشده است .
درخشش ناگهانی معمولا در مجاورت یک گروه لکه خورشیدی با برون ریزی شدید مواد همراه است . یک شراره نوعا در مساحتی به قطر 200000 km رخ میدهد و دمای آن از 100 میلیون درجه کلوین تجاوز می کند . بروز شراره غالبا در امتداد مرز میان نواحی گروهی از لکه‌های خورشیدی که به طور مثبت و منفی قطبیده شده‌اند صورت می گیرد .
