سیاهچاله ها پیشینه طولانی در تصور عموم دارند و یکی از موضوعات اصلی فرهنگ علمی عامه محسوب میشوند؛ همه جا صحبت از این سیاهچاله هاست از هالیوود گرفته تا سفرهای فضایی. با این حال این پدیده تقریباً ناشناخته است و دانش ما در این جمله خلاصه می شود: تاریک ترین ومتراکم ترین شی در جهان که حتی نور هم نمی تواند از آن فرار کند. اگر هنوز فکر می کنید سیاهچاله ها عجیب و غریب نیستند، این جمله را هم به توضیحات بالا اضافه کنید: سیاهچاله ها وجود ندارند.
این تصویر یک سیاهچاله عظیم را در مرکز یک کهکشان نشان می دهد. رنگ آبی نشان دهنده تابش موادی است که در نزیدکی سیاهچاه قرار دارند و به داخل آن می ریزند. ساختار مایل به خاکستری، اطراف سیاهچاله که تورس نام دارد، از گاز و گرد و غبار تشکیل می شود.
لورا مرسینی هاتن، استاد فیزیک کالج هنر و علوم با ادغام دو نظریه ظاهراً متناقض از نظر ریاضی ثابت کرده است که سیاهچاله ها حتی نمی توانستند در همان وهله اول ایجاد شوند.این تحقیق نه تنها دانشمندان را وادار به تعریف دوباره بافت فضا – زمان می کند بلکه تعریف خاستگاه و منشاء جهان هم را دچار تردید کرده است.
مرسینی هاتن گفته است:”من از این کشف شگفت زده نشده ام. ما بیش از 50 سال روی این پدیده مطالعه کرده ایم و این راه حل تصورات زیادی را در اینباره شکل می دهد”.
برای چند دهه تصور می شد سیاهچاله ها زمانی شکل می گیرند که تکینگی رخ می دهد؛ یعنی زمانیکه یک ستاره عظیم تحت تاثیر گرانش خودش متلاشی می شود و به یک نقطه در فضا تبدیل می شود – مثلاً تصور کنید زمین له شود و به اندازه یک بادام زمینی دربیاید. بنابراین آن ستاره از بین می رود و یک غشای نامرئی به نام افق رویداد تکینگی را احاطه می کند و عبور از این افق به این معنی است که دیگر بازگشتی در کار نیست. این همان نقطه ای است که کشش گرانشی یک سیاهچاله چنان زیاد می شود که هیچ چیزی نمی تواند از آن فرار کند.
دلیل توجه زیاد به سیاهچاله ها و عجیب بودن آنها این است که این پدیده دو نظریه اساسی جهان را مقابل هم قرار می دهد. نظریه گرانش انیشتین شکل گیری سیاهچاله ها را پیش بینی می کند اما یک قانون اساسی در نظزیه کوانتوم می گوید هیچکدام از اطلاعات جهان نمی توانند ناپدید شوند. تلاش برای ترکیب این دو نظریه منجر به یک نوع ریاضی بی منطق می شود و تحت عنوان پارادوکس اطلاعات گم شده شناخته می شود.
در سال 1974، استیفن هاوکینگ از مکانیک کوانتومی برای نمایش انتشار تابش سیاهچاله ها استفاده کرد. از آن زمان تاکنون دانشمندان ردپاهایی در کیهان شناسایی کرده اند که با این تابش منطبق بوده اند و همین امر باعث ایجاد یک لیست بلند از سیاهچاله های جهان شده است.
اما اکنون مرسینی هاتن یک داستان کاملاً جدید را توصیف می کند. این دانشمند و هاوکینگ هر دو معتقد هستند که با متلاشی شدن یک ستاره تحت تاثیر گرانش خودش، اشعه یا تابش هاوینگ ایجاد می شود. با این حال در این تحقیق جدید، مرسینی نشان داده است که با آزاد شدن این اشعه، جرم ستاره هم متلاشی می شود؛ این کاهش جرم به قدری زیاد است که دیگر چگالی کافی برای تبدیل شدن ستاره به یک سیاهچاله وجود ندارد.
قبل از اینکه یک سیاهچاله بتواند شکل بگیرد، ستاره درحال مرگ برای آخرین بار متورم می شود و سپس منفجر می شود. تکینگی و حتی افق رویداد هیچگاه شکل نمی گیرند. پیام اصلی این تحقیق بسیار روشن است: چیزی به نام سیاهچاله وجود ندارد.
این مقاله که اخیراً به سایت ArXiv – بانک آنلاین مقالات فیزیک – ارائه شده است، یک مقاله مروری نیست و راه حل های دقیق عددی برای این مسئله ارائه می دهد؛ در ضمن این مقاله با همکاری هارالد پیفر یکی از کارشناسان نسبیت عددی در دانشگاه تورنتو نگاشته شده است. پیش از این و در ماه ژوئن یک مقاله دیگر هم از مرسینی هاتن در همین وب سایت منتشر شده بود و راه حل های تقریبی برای این مسئله ارائه کرده بود.
ممکن است روزی شواهد تجربی اثبات فیزیکی وجود یا عدم وجود سیاهچاله ها را فراهم کنند. اما مرسینی هاتن می گوید یاضیات قطعی است و اشتباه نمی کند.
بسیاری از فیزیکدانان و منجمان معتقدند دنیای ما از یک تکینگی که بعد از انفجار بزرگ شروع به گسترش کرده است، نشات می گیرد. با این حال اگر پدیده ای به نام تکینگی وجود نداشته باشد، فیزیکدانان باید در عقایدشان درباره انفجار بزرگ و وقوع آن تجدیدنظر کنند.
مرسینی هاتن در ادامه گفت: “برای چند دهه فیزیکدانان همواره تلاش می کردند این دو نظریه را با هم ادغام کنند –نظریه گرانش انیشتین و مکانیک کوانتومی- و این تحقیق توانسته این دو نظریه را با هم هماهنگ کند. این هماهنگی مهمترین جنبه این تحقیق است”.
دیدگاهتان را بنویسید
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.