سیاه چاله هم سفید است!

حتما در رابطه با سیاه چاله ها زیاد شنیده اید. اخیرا هم تصویری از اون بدست اومده که اکثرا در فضای مجازی دیده اید. اگر هم ندیده اید

حالا دیگر دیده اید...

اگر نمیدونید که سیاه چاله چیه، باید بگم که اصلا جای نگرانی نیست چون همین الان قراره بفهمیم.

فرض کنید که یک موشک داشته باشیم که قرار است پرتاب شود و به خارج از مدار زمین برود. برای پرتاب این موشک نیاز به یک سرعت اولیه داریم که به آن سرعت فرار می گوییم. حال فرض میکنیم که جرم زمین همواره در حال زیاد و زیاد شدن است. طبیعتا با زیاد شدن جرم زمین، سرعت فرار هم باید بیشتر و بیشتر شود تا حدی که جرم زمین بسیار بسیار زیاد می شود و سرعت فرار موشک هم به سرعت نور میل میکند(بالاترین سرعتی که میشناسیم). در این صورتی ما جسمی داریم که سرعت نور هم از آن عبور نمیکند، در اینجا ما یک سیاه چاله داریم. در واقع اگر جرم بسیار بسیار زیادی را در یک نقطه متمرکز کنیم، به شکل قسمتی تاریک خود را نشان می دهد و از جذب شدن اجسام به سمت آن نتیجه می گیریم که سیاه چاله در آن قسمت وجود دارد.

سیاه چاله ها همیشه جزو سرگرمی های دنیای فیزیک به حساب می آمدند، بطوری که انیشتین هم آن ها را جدی نمی گرفت. اما با گذشت زمان جلوه ای مهم تر به خود گرفت تا در سال 2019 تصویری از آن گرفته شد تا به همگان بگوید که تنها در دنیای فیزیک است که خیال ها را می توانیم به واقعیت محض تبدیل کنیم.

اگر شما هم جزو کسانی هستید که از تاریخچه خواندن لذت می برین، تاریخچه کشف سیاه چاله ها رو واستون لینک کردم.

نابودی سیاه چاله

بعد از کلی محاسبه و فرضیه های گوناگون در رابطه با اینکه سیاه چاله وجود دارد یا نه، کسی در کمبریج بود که برایش موضوع سیاه چاله ها جذاب بود و اینکه خود باور قلبی به وجود سیاه چاله ها داشت و دیگر بر سر عدم وجود آن فکری نمیکرد.

هاوکینگ ناگهان فرضیه ای ارائه داد که جامعه علمی را شوکه کرد. هاوکینگ اذعان داشت که سیاه چاله ها از خود ارتعاشات کوانتومی ساطع می کنند و همین ساطع کردن ارتعاشات کوانتومی در طی سالیان(67^10) موجب ذوب شدن سیاه چاله می شود.

اگر بخواهیم این موضوع را بیشتر بررسی کنیم، باید بگوییم که بنابر نظریه کوانتومی، ذرات مجازی که توسط افت و خیز های خلاء بوجود آمده اند و همواره نیز وجود دارند، دارای جفت های ماده-پادماده هستند که به سرعت همدیگر را خنثی می کنند. اما در افق رویداد(قسمتی از فضا-زمان که در آن فضا کاملا تحت تاثیر سیاه چاله است و هر جسمی به آن وارد شود، به درون سیاه چاله سقوط می کند) سیاه چاله اتفاق عجیبی رخ می دهد! جای اینکه ذرات مجازی به یکدیگر برخورد کنند و یکدیگر را خنثی کنند، به درون سیاه چاله سقوط می کنن و از آن طرف ذرات دیگری به بیرون پرتاب می شوند. به این ترتیب است که سیاه چاله ها طی مدت زمانی ( البته بسیار طولانی و نه بی نهایت) نابود می شوند.

در واقع هاوکینگ دو کار بسیار مهم انجام داد، که یکی آشتی دادن مکانیک کوانتومی با نسبیت عام و یکی ربط دادن خواص ترمودینامیکی به سیاه چاله ها بود.

پارادوکس اطلاعات

بر اساس پارادوکس اطلاعات، هر جسمی که وارد سیاه چاله شود دیگر نمی تواند بیرون آید و کلیه اطلاعات ما از بین می رود. این موضوع مشکلی است که هاوکینگ با آن مواجه شده بود که البته دانشمندانی که بر سر نظریه ریسمان ها کار می کنن معتقد اند که می توانند این مشکل را حل کنند.

حال چرا مشکل محسوب می شود؟ مگر از بین رفتن اطلاعات چه مشکلی دارد؟

در دنیای کوانتومی امکان این وجود ندارد که چیزی از بین برود بدون آنکه در جایی دیگر و به شکلی دیگر پدید آید!

هاوکینگ نوشته است: «اغلب فیزیک‌دانان تمایل دارند باور کنند که اطلاعات از بین نرفته‌اند. زیرا این باور جهان را امن و قابل پیش‌بینی می‌کند. اما من عقیده دارم اگر نسبیت عام اینشتین را جدی بگیریم، باید این احتمال را در نظر بگیریم که فضا-زمان خود را در گره‌هایی مقید کرده و اینکه اطلاعات در پیچ و تاب‌ها گم می‌شوند. امروزه تعیین اینکه آیا اطلاعات واقعاً گم می‌شوند یا نه، یکی از پرسش‌های اصلی فیزیک نظری است».

حال این سوال برای شما پیش می آید که اگر سیاه چاله ها اجرام را در خود در نوردند پس چگونه جهان همواره در حال انبساط است؟ با توجه به این نکته که در مرکز هر کهکشان یک سیاه چاله عظیم وجود دارد! آیا اینگونه توازن کیهان برهم نمیخورد؟!

سفید چاله

قبل از اینکه بخواهیم در رابطه با سفید چاله ها وارد بحث شویم باید یک نکته مربوط را دریابیم و آن تکینگی است.

در سیاه چاله ها وقتی که به نقطه تکینگی برسیم، از ان به بعد دیگر هیچ اطلاعاتی در اختیار نداریم.

حال این تکینگی سیاه چاله ها کدام قسمت از آن ها قرار دارد؟ از دید نسبیت عام ، تکینگی درست در مرکز سیاه چاله قرار دارد. در واقع تکینگی نقطه ای است که در آن چگالی و گرانش بی نهایت است و گرانش به قدری در آن نقطه قوی است که فضا-زمان در آن جا معنایی پیدا نمی کند.

از دید کوانتومی، نقطه تکینگی در مرکز سیاه چاله نیست بلکه ناحیه ای بی نهایت چگال است با حجم صفر(طول، عرض، ارتفاع آن صفر است) که تمام جرم سیاه چاله از آن جا نشات میگیرد.

در رابطه با سفید چاله باید بگوییم که همانطور که سیاه چاله نیز خیالی بیش نبود و در عصر خودش اهمیت چندانی نداشت، سفید چاله نیز به همین نوع است.

به اینگونه که در مقابل نقطه تکینگی سیاه چاله، نقطه تکینگی ای معکوس، تکینگی سفید چاله است. در سفید چاله بر خلاف سیاه چاله اجسام در ربوده شده توسط سیاه چاله به بیرون پرتاب می شوند.

برخی از دانشمندان بر این باوراند که ممکن است بیگ بنگ نیز از همین سفید چاله ها ناشی شده باشد و کیهان ما از سفید چاله بوجود آمده باشد! یعنی در آن طرف سفید چاله که جهان ما را بوجود آورده، سیاه چاله ای عظیم وجود داشته!

اما چگونگی اتصال سیاه چاله به سفید چاله از طریق کرم چاله به انجام میرسد؛ کرم چاله ها تنها از طریق تئوری و ریاضیات قابل درک و تا به الان دیده نشده اند. ساز و کار کرم چاله ها اینگونه است که که بٌعد فضا-زمان را شکسته و تونلی ایجاد می کند که سرعت درون تونل از سرعت نور نیز بیشتر است و تکینگی سیاه چاله را به تکینگی سفید چاله متصل می کند.

از جذابیت های کرم چاله ها، سفر در زمان است؛ اینگونه که سوار بر آن شده و از کیهانی دیگر سر در می آورید البته در صورتی که هنوز جوان هستید! میلیارد ها سال نوری فقط در کم ترین زمان ممکن. همچنان که شما هم تصور می کنید، کرم چاله ها مانند تونلی صاف یا با پیچیده هستند. اما باید بگویم که تصویر ذهنی شما همین الان نابود شد، چراکه کرم چاله ها بسیار ناپایدارند و برای پایداری باید از انرژی منفی پر باشند و همچنین تمام چیز درون آن نابود می شود!

اگر فکر کرده اید که سفید چاله هیچ گرانشی ندارد، باید بگویم که اشتباه کردید؛ چرا که سفید چاله هم گرانش دارد اما تا افق رویدادش! یعنی اجرام با نزدیک شدن به افق رویداد سفید چاله با انرژی بی نهایت قوی ای پس زده می شوند(مجموع تمام انرژی های جهان برای رفتن به درون سیاه چاله کافی نیست).

اما این انرژی از کجا ناشی می شود؟

احتمالا سفید چاله ها از انفجار پرتو های گاما از ستاره های نوترونی، اختر های تپنده با سرعت بالا و سیاه چاله هایی که به آخر عمر خود رسیده اند بوجود می آیند.

سفید چاله ها دلیل بسیار خوبی برای پایداری این هستی هستند و امیدواریم مانند تمام فرضیه هایی که یک روزی خیال بودند به واقعیت بپیوندد و درک همه ی بشر از این که در طبیعت و کیهان چه اتفاقی در حال روی دادن است تکمیل شود چرا که به شخصه معتقدم همگی انسان ها باید تلاش کنند تا راهی برای آرامش خود دریابند و آن راه چه راهی بهتر از دانش و درک طبیعت که موجب آرامش می شود.

در آخر باید بگویم که این روز ها که در حال گرد آوری این مطلب بودم، ویروس کرونا جهان را در بر گرفته و موجب نگرانی بسیاری از مردم جهان از جمله کشورم شده که واقعا وضعیت نابسامان و اسفناکی را در حال گذراندن هستیم.

امیدوارم که هر چه زودتر این ویروس از بین برود و پس از آن دنیایی فعال تر و پویا تر و همچنین با نگرشی بهتر داشته باشیم.