آیا سیاهچاله‌ها می‌توانند دروازه‌هایی به جهانی جدید باشند؟

سیاه‌چاله ناحیه‌ای در فضا-زمان با گرانشی بسیار نیرومند است که هیچ چیز حتی ذرات و تابش‌های الکترومغناطیسی مانند نور نمی‌توانند از میدان گرانش قدرتمند آن بگریزند. نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین بیان می‌کند که یک جرم که به اندازهٔ کافی فشرده شده است، می‌تواند سبب تغییر شکل و خمیدگی فضا-زمان و تشکیل سیاه‌چاله شود. اما چه می‌شود اگر سیاهچاله پایان نباشد، بلکه آغاز چیز جدیدی باشد؟ برای بررسی بیشتر این موضوع با اِروتِک همراه باشید.

• سیاهچاله‌ها ممکن است به سفیدچاله‌ها تبدیل شوند: دانشمندان پیشنهاد می‌کنند که سیاهچاله‌ها به جای اینکه صرفاً همه چیز را ببلعند، می‌توانند به سفیدچاله‌ها تبدیل شوند که ماده و حتی زمان را به جهان باز می‌گردانند. این دیدگاه سنتی را که سیاهچاله‌ها بن‌بست‌های کیهانی هستند، به چالش می‌کشد.
• پیوند جدید بین زمان و انرژی تاریک: این مطالعه نشان می‌دهد که زمان ممکن است با انرژی تاریک، نیروی مرموزی که مسئول انبساط شتاب‌دار جهان است، مرتبط باشد. این می‌تواند به این معنی باشد که خود انرژی تاریک در تعریف و اندازه‌گیری زمان نقش دارد.
• پتانسیل برای پیشرفت‌های علمی بزرگ: اگر این تحقیق تأیید شود، می‌تواند منجر به نظریه‌های بنیادی جدید در فیزیک شود و درک ما از گرانش، مکانیک کوانتومی و ماهیت خود جهان را تغییر دهد.

گشودن اسرار سیاهچاله‌ها

تحقیقات جدید از دانشگاه شفیلد می‌تواند درک ما از سیاهچاله‌ها، زمان و نیروی مرموز موسوم به انرژی تاریک را متحول کند و نور جدیدی بر برخی از بزرگترین اسرار جهان بتاباند.

سیاهچاله‌ها – مناطقی از فضا که گرانش در آن‌ها آنقدر شدید است که هیچ چیز، حتی نور، نمی‌تواند از آن فرار کند – مدت‌هاست که دانشمندان را مجذوب خود کرده‌اند. اخترفیزیکدانان و فیزیکدانان نظری دهه‌هاست که برای گشودن اسرار آن‌ها تلاش می‌کنند. جذابیت آن‌ها فراتر از علم است و فیلم‌ها و کتاب‌های محبوبی مانند “۲۰۰۱: یک ادیسه فضایی”، “مریخی” و “بین ستاره‌ای” را الهام بخشیده است که به بررسی شیفتگی بشریت به این پدیده‌های کیهانی مرموز می‌پردازند.

نظریه انیشتین و پارادوکس تکینگی

طبق نظریه نسبیت عام انیشتین، هر چیزی که از مرز سیاهچاله، معروف به افق رویداد، عبور کند، ناگزیر به سمت مرکز آن کشیده می‌شود و توسط نیروهای گرانشی شدید نابود می‌شود. در این مرکز، که تکینگی نامیده می‌شود، تصور می‌شود که ماده یک ستاره فروریخته به یک نقطه بی‌نهایت کوچک فشرده می‌شود. در اینجا، قوانین فیزیک آنطور که ما می‌شناسیم از کار می‌افتند و درک ما از زمان و فضا متوقف می‌شود.

با این حال، یک مطالعه جدید این ایده را به چالش می‌کشد. دانشمندان با استفاده از مکانیک کوانتومی – یک نظریه بنیادی که جهان را در کوچکترین مقیاس‌ها توصیف می‌کند – دیدگاه متفاوتی را پیشنهاد می‌کنند. به جای اینکه تکینگی پایان زمان و فضا را نشان دهد، ممکن است در واقع آغاز چیز جدیدی باشد.

مقاله جدید با عنوان “حل تکینگی سیاهچاله در گرانش مدولار از یکپارچگی”، که در ۱۱ مارس در مجله علمی Physical Review Letters منتشر شده است، قصد دارد نقطه‌ای را نشان دهد که درک فعلی ما از فیزیک و زمان از کار می‌افتد.

سفیدچاله‌ها: معکوس سیاهچاله

در حالی‌که سیاهچاله‌ها اغلب به عنوان مکنده همه چیز، از جمله زمان، به یک نقطه پوچی توصیف می‌شوند، در این مقاله، نظریه سفیدچاله‌ها به عنوان عمل معکوس، یعنی پرتاب ماده، انرژی و زمان به جهان، مطرح می‌شود.

این مطالعه از یک مدل نظری ساده‌شده از سیاهچاله، معروف به سیاهچاله مسطح، استفاده می‌کند. برخلاف سیاهچاله‌های معمولی که شکل کروی دارند، مرز یک سیاهچاله مسطح یک سطح صاف و دو بعدی است. تحقیقات در حال انجام محققان نشان می‌دهد که همین مکانیسم می‌تواند برای یک سیاهچاله معمولی نیز اعمال شود.

مکانیک کوانتومی و سرنوشت زمان

دکتر استفان گیلن، از دانشکده علوم ریاضی و فیزیکی دانشگاه شفیلد، که این مقاله را با لوسیا منندز-پیدال از دانشگاه کمپلوتنسه مادرید نوشته است، می‌گوید:

مدت‌هاست که این سوال مطرح بوده است که آیا مکانیک کوانتومی می‌تواند درک ما از سیاهچاله‌ها را تغییر دهد و بینشی در مورد ماهیت واقعی آن‌ها به ما بدهد یا خیر.

در مکانیک کوانتومی، زمان آنطور که ما می‌فهمیم نمی‌تواند به پایان برسد زیرا سیستم‌ها دائماً تغییر و تکامل می‌یابند.

یافته‌های دانشمندان نشان می‌دهد که چگونه با استفاده از قوانین مکانیک کوانتومی، تکینگی سیاهچاله با منطقه‌ای از نوسانات کوانتومی بزرگ – تغییرات کوچک و موقتی در انرژی فضا – جایگزین می‌شود که در آن فضا و زمان به پایان نمی‌رسند. در عوض، فضا و زمان به فاز جدیدی به نام سفیدچاله تبدیل می‌شوند – یک منطقه نظری از فضا که تصور می‌شود به روشی مخالف سیاهچاله عمل می‌کند. بنابراین، یک سفیدچاله می‌تواند جایی باشد که زمان آغاز می‌شود.

انرژی تاریک: یک زمان‌سنج کیهانی؟!

دکتر گیلن ادامه می‌دهد:

در حالی‌که زمان به طور کلی نسبی به ناظر در نظر گرفته می‌شود، در تحقیق ما زمان از انرژی تاریک مرموزی که کل جهان را فرا گرفته است، استخراج شده است.

ما پیشنهاد می‌کنیم که زمان توسط انرژی تاریکی که در همه جای جهان وجود دارد و مسئول انبساط کنونی آن است، اندازه‌گیری شود. این ایده محوری جدیدی است که به ما امکان می‌دهد پدیده‌هایی را که در داخل یک سیاهچاله رخ می‌دهند درک کنیم.

انرژی تاریک یک نیروی نظری مرموز است که دانشمندان معتقدند انبساط شتاب‌دار جهان را هدایت می‌کند. مطالعه جدید از انرژی تاریک تقریباً به عنوان یک نقطه مرجع استفاده می‌کند، با انرژی و زمان به عنوان ایده‌های مکمل که می‌توانند در مقابل یکدیگر اندازه‌گیری شوند.

نگاهی اجمالی به فراتر از افق رویداد

به طور وسوسه‌انگیزی، این نظریه که آنچه ما به عنوان تکینگی درک می‌کنیم در واقع یک آغاز است، وجود چیزی حتی مرموزتر در طرف دیگر یک سفیدچاله را نشان می‌دهد.

دکتر گیلن اضافه می‌کند:

به طور فرضی می‌توانید یک ناظر – یک موجود فرضی – داشته باشید که از سیاهچاله عبور کند، از آنچه ما به عنوان تکینگی فکر می‌کنیم عبور کند و در طرف دیگر سفیدچاله ظاهر شود. این یک مفهوم بسیار انتزاعی از ناظر است، اما از نظر تئوری می‌تواند اتفاق بیفتد.

فراتر از چنین تفکرات نظری، پیشنهاد یک ارتباط عمیق بین ماهیت زمان در بنیادی‌ترین سطح و انرژی تاریک مرموزی که بر کیهان حاکم است، در ماه‌ها و سال‌های آینده بیشتر بررسی خواهد شد.

پل زدن بین گرانش و مکانیک کوانتومی

تحقیقات جدید همچنین رویکردهای نوینی را برای آشتی دادن گرانش و مکانیک کوانتومی پیشنهاد می‌کند که به طور بالقوه راه را برای نظریه‌های بنیادی جدید و پیشرفت‌های چشمگیر در درک ما از جهان هموار خواهد کرد.

منبع: Scitechdaily