جدید ترین عناوین خبری امروز
مجله علمی کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

سفیدچاله‌ها ممکن است همان اجزای رازآلود ماده تاریک باشند

سفیدچاله‌ها ممکن است همان اجزای رازآلود ماده تاریک باشند

سفیدچاله‌ها از لحاظ تئوری دقیقا مخالف سیاه‌چاله‌ها هستند. طبق یک مطالعه‌ی جدید، سفیدچاله‌ها ممکن است بخش بزرگی از پدیده‌ی رازآلودی به نام ماده تاریک را بسازند که تصور می‌شود بیشترین مقدار ماده در جهان را تشکیل داده است. طبق گفته‌ی محققان، برخی از این سفیدچاله‌های عجیب ممکن است حتی از بیگ‌بنگ هم قدیمی‌تر باشند.

نیروی جاذبه‌ی سیاه‌چاله‌ها به قدری قوی است که حتی نور که سریع‌ترین چیز در دنیا است، نمی‌تواند از آن بگریزد. مرز کره‌ای نامرئی که هسته‌ی سیاه‌چاله را دربرگرفته و نقطه‌ی بدون بازگشت آن را مشخص می‌کند، تحت عنوان افق رویداد شناخته می‌شود.

سیاه‌چاله یکی از پیش‌بینی‌های نظریه‌ی نسبیت عام آلبرت اینشتین می‌باشد. از دیگر پیش‌بینی‌های این نظریه، سفیدچاله است که دقیقا برعکس سیاه‌چاله رفتار می‌کند. همان‌طور که هیچ‌چیز نمی‌تواند از افق رویداد سیاه‌چاله بگریزد، چیزی هم نمی‌تواند به افق رویداد سفیدچاله وارد شود.

تحقیقات قبلی بیان کرده‌اند که سیاه‌چاله‌ها و سفیدچاله‌ها با هم در ارتباط هستند. به گونه‌ای که ماده و انرژی وارد شده به سیاه‌چاله، از یک سفیدچاله در نقطه‌ای دیگر در جهان یا حتی در یک جهان دیگر، خارج می‌شود. در سال ۲۰۱۴ کارلو روولی (Carlo Rovelli) فیزیکدان نظری دانشگاه مارسی فرانسه و همکارانش بیان کردند که سیاه‌چاله‌ها و سفیدچاله‌ها ممکن است به صورت دیگری با هم ارتباط داشته باشند: وقتی یک سیاه‌چاله می‌میرد، ممکن است به سفیدچاله تبدیل شود.

استیون هاوکینگ، فیزیکدان نظری در دهه‌ی ۱۹۷۰ محاسبه کرد که تمام سیاه‌چاله‌ها باید به کمک دسته‌ای تشعشات، جرم خود را تبخیر کنند. انتظار می‌رود تا سیاه‌چاله‌هایی که بیشتر از جذب جرم، جرم خود را از دست می‌دهند، کم‌کم کوچک شده و نهایتا از بین بروند.

ماده‌ی تاریک در کهکشان‌های در حال مرگ، متفاوت عمل می‌کند

اگرچه روولی و همکارانش بیان کردند که اگر ساختار فضا کوانتومی باشد، یعنی از ذرات تقسیم‌ناپذیری به اسم کوانتا (Quanta) تشکیل شده باشد، سیاه‌چاله‌های در حال کوچک شدن، نمی‌توانند ناپدید شوند. در مطالعاتی که به دنبال تلفیق نسبیت عام و مکانیک کوانتومی هستند، فضا-زمان کوانتومی است. نسبیت عام نظریه‌ای است که می‌تواند ماهیت جاذبه را توضیح دهد و مکانیک کوانتومی نیز رفتار تمام ذرات شناخته‌شده را بررسی می‌کند. به این ترتیب اتحاد این دو نظریه، نظریه‌ای می‌سازد که می‌تواند تمام نیروی‌های هستی را توضیح دهد.

روولی و تیمش در تحقیق خود در سال ۲۰۱۴ بیان کردند که وقتی یک سیاه‌چاله تا جایی تبخیر می‌شود که فضا-زمان اجازه‌ی بیشتر کوچک شدن را به آن نمی‌دهد، سیاه‌چاله‌ی در حال مرگ، شروع به بازگشت به صورت یک سفیدچاله می‌کند.

آیا سفیدچاله‌ها همان اجزای ماده تاریک هستند؟
آیا سفیدچاله‌ها همان اجزای ماده تاریک هستند؟

روولی می‌گوید: «ما به این واقعیت دست یافتیم که سیاه‌چاله در پایان تبخیر خود به سفیدچاله تبدیل می‌شود.»
امروزه این باور وجود دارد که سیاه‌چاله‌ها زمانی به وجود می‌آیند که یک ستاره عظیم‌الجثه یا ابرنواختر، طی یک انفجار بزرگ درون خود متلاشی شده و به حدی فشرده می‌شود که به مرز تکینگی گرانشی می‌رسد. روولی و همکارانش قبلا تخمین زده‌اند که یک سیاه‌چاله با جرم خورشید، حدود ده به توان پانزده برابر عمر حال حاضر جهان طول می‌کشد تا به سفیدچاله تبدیل شود.

به گفته روولی و همکارانش، تحقیقات قبلی در دهه ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ بیان کرده بودند که سیاه‌چاله‌ها همچنین می‌توانند به دلیل نوسانات تصادفی چگالی در گرمای دنیای تازه‌متولدشده و در حال گسترش سریع، در ثانیه‌هایی پس از بیگ‌بنگ شکل گرفته باشند. مکان‌هایی که این نواسانات ماده را متراکم کردند ممکن است فروپاشیده و سیاه‌چاله‌ها را تشکیل داده باشند. این سیاه‌چاله‌ها که در اصطلاح سیاه‌چاله‌های نخستین نام دارند، بسیار کوچک‌تر از سیاه‌چاله‌های ستاره‌ای هستند. این سیاه‌چاله‌ها ممکن است مرده باشند و در طول عمر جهان هستی، سفیدچاله‌ها را ایجاد کرده باشند.

احتمال وجود ماده تاریک پیش از انفجار بزرگ

حتی سفیدچاله‌هایی با قطر میکروسکوپی ممکن است بسیار چگال باشند، همان‌طور که سیاه‌چاله‌های کوچکتر از یک دانه‌ی شن، وزنی بیشتر از کره ماه دارند. حالا روولی و همکارش فرانسسکا ویدوتو (Francesca Vidotto) از دانشگاه باسک اسپانیا می‌گویند که این سفید‌چاله‌های میکروسکوپی ممکن است ماده تاریک را تشکیل دهند.

اگرچه گمان می‌رود که ماده تاریک پنج ششم تمام ماده‌ها در جهان را تشکیل داده باشد، اما دانشمندان نمی‌دانند که این ماده از چه چیزی تشکیل شده است! همان‌طور که از اسم آن مشخص است، ماده تاریک غیرقابل مشاهده است. این ماده نور را جذب نمی‌کند، بازتاب نمی‌دهد و یا حتی جلوی آن را نمی‌گیرد. در نتیجه، ماده تاریک در حال حاضر تنها از طریق تاثیر گرانشی که بر روی ماده عادی می‌گذارد، هنگام تشکیل ستاره‌ها و کهکشان‌ها، قابل تشخیص است. ذات ماده تاریک در حال حاضر یکی از بزرگترین رازها در علم است.

آن‌طور که حرکت ستاره‌های نزدیک خورشید نشان می‌دهد، چگالی موضعی ماده تاریک در حدود یک درصد جرم خورشید در هر پارسک مکعب، یعنی ۳۴.۷ سال نوری مکعب می‌باشد. برای توضیح این چگالی به وسیله‌ی سفیدچاله‌ها، دانشمندان حساب کردند که هر ۲۴۰۰ متر مکعب (۱۰۰۰۰ کیلومتر مکعب) به یک سفیدچاله‌ی کوچک، بسیار کوچکتر از یک پروتون و حدود یک میلیونیوم گرم که جرمی برابر نصف اینچ موی انسان دارد، نیاز دارد.

این سفیدچاله‌ها هیچ تشعشعی ندارند و از آن‌جایی که بسیار کوچک‌تر از طول موج نور هستند، قابل مشاهده نیستند. اگر یک پروتون می‌توانست بر روی یکی از این سفیدچاله‌ها اثر بگذارد، طبق گفته روولی، سفیدچاله به عقب پرت می‌شد. سفیدچاله‌ها نمی‌توانند چیزی را ببلعند. اگر یک سیاه‌چاله با یکی از این سفیدچاله‌ها مواجه بشود، نتیجه‌ی آن یک سیاه‌چاله‌ی بزرگتر می‌شود.

جهان چگونه آغاز شد ؟

چیزی که ایده‌ی سفیدچاله‌های نامرئی و میکروسکوپی را که از زمان ایجاد جهان وجود دارند، عجیب‌تر می‌کند، این اظهار نظر روولی و ویدوتو است که می‌گویند برخی از این سفیدچاله‌ها حتی قبل از بیگ‌بنگ هم وجود داشته‌اند! تحقیقات آتی بررسی می‌کنند که چگونه سفیدچاله‌هایی از جهان قبلی ممکن است کمک کنند تا دلیل حرکت رو به جلوی زمان در این جهان را بفهمیم.
روولی و ویدوتو یافته‌های خود را در ۱۱ آوریل در مقاله‌ای که به مسابقه‌ی سالانه‌ی موسسه‌ی تحقیقات جاذبه ارسال کردند، به صورت آنلاین انتشار دادند.


مترجم: احسان اوغر/ ویراستار: زهرا جعفریان/ تحریریه‌ی رسانه‌ی علمی کیهان‌شناس

منبع: space

 دسته‌ها:
       
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

ماه‌گرفتگی چیست
ماه‌گرفتگی چیست و ماه‌گرفتگی بعدی چه زمانی اتفاق می‌افتد؟
35
کشف ماده ژله‌ای در ماه
کشف ماده ژله‌ای توسط کاوشگر چینی در قسمت پنهان ماه
99
گذر کاوشگر خورشیدی پارکر
سومین گذر کاوشگر خورشیدی پارکر از نزدیکی خورشید
65
بارش شهابی برساووشی
چرا بارش شهابی برساووشی سالی یک‌بار اتفاق می‌افتد؟
47
سیاره پرجرم
دومین سیاره پرجرم در مدار ستاره‌ی همسایه‌مان پیدا شد
66

ذرات بنیادی

کار برخورددهنده هادرونی بزرگ
تاریخچه سرن (قسمت ۱۷): آغاز به کار برخورددهنده هادرونی بزرگ
23
بزرگترین آهنربا ابررسانا در سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۶): بزرگترین آهنربا ابررسانا در سرن
17
50 سالگی سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۵): افتتاح ساختمان کروی و جشن ۵۰ سالگی سرن
16
تحقیقات سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۴): تحقیقات سرن گسترش می‌یابد
17
پادهیدروژن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۳): پادهیدروژن در سرن ساخته می‌شود
40