جدید ترین عناوین خبری امروز
مجله علمی کیهان‌شناس

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

اگر سفیدچاله‌ها وجود داشتند

اگر سفیدچاله‌ها وجود داشتند جهان بسیار ساده می‌شد

نظریه‌های اینشتین پیش‌بینی‌های قاطعی داشتند. از جمله‌ی آن‌ها،‌ این بود که برخورد‌ اجرام سنگین نوساناتی به نام امواج گرانشی در فضا-زمان به وجود می‌آورد. ما این امواج را در سال ۲۰۱۵ آشکار کردیم. نظریه‌های او همچنین وجود سیاه‌چاله را پیش‌بینی کرده بودند، پدیده‌ای که همین امسال توانستیم اولین تصویر از یکی از آن‌ها را ثبت کنیم. اما این نظریه‌ها پدیده‌هایی را نیز پیش‌بینی کرده‌اند که تاکنون به واقعیت بدل نشده‌اند. یکی از این پدیده‌ها، سفیدچاله است که از لحاظ نظری به‌عنوان نقطه‌ی مقابل سیاه‌چاله از آن یاد می‌شود. تا به حال سفیدچاله‌ای دیده نشده و حتی شواهدی مبنی بر وجود آن در دسترس نیست. با این حال، برخی از دانشمندان معتقدند که اگر سفیدچاله‌ها وجود داشتند می‌توانستند توجیه مناسبی برای بعضی از رفتارهای عجیب کیهان باشند.

سوراخ خرگوش و عمق آن

سیاه‌چاله جرمی با گرانش بسیار بالا است. به‌طوری‌که حتی نور هم قادر به گریز از آن نیست. هنگامی که یک شیء از مرز کروی و نامرئی اطراف سیاه‌چاله، یعنی افق رویداد آن، عبور کند، هیچ‌گاه قادر به بازگشت نخواهد بود. هنگامی که ستاره‌ای، با جرم چندین برابر بیشتر از خورشید ما می‌میرد، هسته‌ی آن متراکم شده و به حدی می‌رسد که از شدت چگال بودنش، هیچ‌چیز نمی‌تواند از گرانش آن فرار کند. این جاست که سیاه‌چاله متولد می‌شود. در درون آن نقطه‌ی بی‌بازگشت، ستاره به تراکم ادامه می‌دهد تا به نقطه‌ای با چگالی بی‌نهایت تبدیل شود.

این نقطه در مرکز سیاه‌چاله قرار دارد و با نام «تکینگی» معروف است. این جا، همان محلی است که ریاضیات سیاه‌چاله مبهم می‌شود. اینشتین و همکار فیزیکدانش، ناتان روزن، این اشکال را در سال ۱۹۳۵ اصلاح کردند. آن‌ها به جای نقطه‌ی تکینگی،‌ گذرگاهی قرار دادند که به یک مکان ثانویه ختم می‌شود. این راه «پل اینشتین-روزن» نام دارد اما شاید شما آن را با نام متداول کرم‌چاله بشناسید. اکنون این سوال پیش می‌آید که اگر یک سر کرم‌چاله در سیاه‌چاله است، سر دیگر آن کجاست؟ طبیعتاً، یک سفیدچاله.
از همین ریاضیاتی که وجود سیاه‌چاله را پیش‌بینی می‌کنند، می‌توان وجود نقطه‌ی مقابل آن، یعنی یک سفیدچاله را هم نتیجه‌گیری کرد. اگر یک شیء به سیاه‌چاله وارد شود، امکان بازگشت به بیرون را ندارد. در حالی که اگر سفیدچاله‌ها وجود داشتند جسمی که از آن‌ها فرار می‌کرد، دیگر نمی‌توانست به درون آن بازگردد.

گرانش کوانتومی چیست؟

تمام این فرضیات از ریاضیات اجرام نتیجه‌گیری می‌شود. با این‌ که ما می‌دانیم سیاه‌چاله‌ها وجود خارجی دارند، اما سفیدچاله‌ها (و همین‌طور، کرم‌چاله‌ها) را تنها می‌توانید در برگه‌های مقالات فیزیک ببینید. فریزر کِین از  Universe’s Today می‌نویسد: «احتمالا سفیدچاله‌ها چیزی به جز یک بازی‌ریاضی نیستند. بازی‌ریاضی‌ها هم معمولا میانه‌ی خوبی با واقعیت ندارند، بنابراین سفیدچاله‌ها به احتمال زیاد تخیلی‌اند.»

امید داشتن به وجود سفیدچاله‌ها

با این وجود، فیزیکدانان از سفیدچاله‌ها دست برنمی‌دارند. عده‌ای معتقدند هربار که یک سیاه‌چاله شکل می‌گیرد، یک کیهان کاملا جدید در سفید‌چاله‌ای که در طرف دیگر کرم‌چاله‌ی رابط وجود دارد، متولد می‌شود. در سال ۲۰۱۴، دو نظریه‌پرداز به نام‌های هال هاگارد و کارلو راولی، از مکانیک کوانتومی استفاده کردند تا نشان دهند که سیاه‌چاله‌ها می‌توانند از طریق «گرانش کوانتومی حلقه» به سفیدچاله تبدیل شوند. این ایده می‌گوید که شکل عناصر سازنده‌ی فضا-زمان مانند حلقه‌های کوچک است. به دلیل اندازه‌ی بسیار کوچک این حلقه‌ها،‌ یک ستاره‌ی در حال مرگ نمی‌تواند به نقطه‌ای با چگالی بی‌نهایت برسد. به جای آن، درست پیش از این‌ که چگالی آن بی‌نهایت شود، یک جهش کوانتومی اتفاق می‌افتد که فشاری رو به بیرون به ستاره وارد کرده و آن را تبدیل به سفیدچاله می‌کند.

گرانش کوانتومی حلقه می‌تواند به پرسش‌های بنیادی درباره‌‌ی سیاه‌چاله‌ها پاسخ دهد

اگر این درست باشد،‌ می‌تواند به عنوان راه‌حلی برای پارادوکس اطلاعات سیاه‌چاله مورد استفاده قرار بگیرد. این مسئله بیان می‌کند که اگر چیزی به درون سیاه‌چاله برود، امکان برگشت ندارد. اما سیاه‌چاله تا زمان از بین رفتن شیء، تابشی را از خود ساطع می‌کند. این یک تناقض است، زیرا اطلاعات نمی‌توانند نابود شوند. اگر سفیدچاله‌ها وجود داشتند می‌توانستند اطلاعات را با سلامت کامل به طرف دیگر منتقل کنند.

انتقال «سیاه به سفید» در چند هزارم یک ثانیه رخ خواهد داد. اما به دلیل گرانش زیاد،‌ زمان برای ناظری که بیرون سیاه‌چاله ایستاده است، به شدت کند می‌گذرد و ممکن است میلیارد‌ها سال زمان ببرد تا یک سیاه‌چاله با اندازه‌ی متوسط به سفیدچاله تبدیل شود. احتمالا به همین دلیل است که ما تاکنون سفیدچاله‌ای را مشاهده نکرده‌ایم. زیرا کیهان ما بسیار جوان است و سیاه‌چاله‌های آن بسیار بزرگ‌اند.

اما به طور نظری، نوساناتی که به دلیل مهبانگ (نظریه انفجار بزرگ) در گرانش به وجود آمده‌اند، می‌توانند ماده را در نقاط زیادی متمرکز کنند و سیاه‌چاله‌های کوچک به وجود بیاورند. به دلیل کوچکی این سیاه‌چاله‌های اولیه، هاگارد و راولی فکر می‌کنند که ممکن است در طول زندگی کیهان ما آن‌ها به سفیدچاله تبدیل شده باشند. حتی این پیشنهاد نیز مطرح شده است که این سیاه‌چاله‌های کوچک و سفیدچاله‌های نامرئی که به وجود آورده‌اند، می‌توانند عناصر ناشناخته‌ی ماده تاریک باشند. اما آزمایشات اخیر، شبهات زیادی درباره‌ی این نظریه به وجود آورده است.

سفیدچاله‌ها ممکن است همان اجزای رازآلود ماده تاریک باشند

مطمئنا اگر سفیدچاله‌ها وجود داشتند می‌توانستند بسیاری از رفتارهای اسرارآمیز کیهان را به سادگی توجیه کنند. هرچند که به‌نظر می‌رسد بود و نبود سفیدچاله‌ها فرق خاصی ایجاد نمی‌کند، با این‌ حال آن‌ها جزو پیش‌بینی‌های عجیب‌وغریب آلبرت اینشتین هستند که اثبات درستی بعضی از آن‌ها را طی این چندسال شاهد بوده‌ایم. شاید باید تنها چند میلیارد سال دیگر صبر کنیم تا از حقیقت موضوع آگاه شویم!


مترجم: هانیه الزهرا بوداغی/ ویراستار: زهرا جعفریان/ تحریریه‌ی رسانه‌ی علمی کیهان‌شناس

منبع: curiosity

 دسته‌ها:
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

عبور سیارک
عبور سیارک بزرگی در روز ۱۰ آگوست از نزدیکی زمین
98
نظریه‌های توطئه‌ی ماه
مهم‌ترین نظریه‌های توطئه‌ی ماه و بررسی آن‌ها
130
ماموریت فرود بر روی ماه
ماموریت فرود بر روی ماه «آپولو۱۱» نشان داد که موجودات فرازمینی فراتر از داستان‌های علمی‌تخیلی هستند
145
تمدن‌های فرازمینی
تمدن‌های فرازمینی از چه راه‌هایی می‌توانند با ما ارتباط برقرار کنند؟
105
دو سیاره شبیه به زمین در اطراف ستاره‌ای در نزدیکی ما یافت شد
دو سیاره شبیه به زمین در اطراف ستاره‌ای در نزدیکی ما یافت شد
152

ذرات بنیادی

اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی
دانشمندان از اولین تصویر درهم‌تنیدگی کوانتومی پرده‌برداری کردند
204
ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
ذرات بنیادی چه چیزهایی هستند؟
92
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
فیزیکدانان با به دام انداختن ۱۰ جفت فوتون، رکورد جدیدی را ثبت کردند
109
آیا نیروی پنجم جدیدی در طبیعت یافت شده است؟
آیا نیروی پنجم جدیدی در طبیعت یافت شده است؟
49
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
نگاهی به آزمایشات فیزیک پیرامون یافتن ذره‌ی روح
173