سفید چاله: دو قلو های نادیده گرفته شده سیاهچاله ها
مدتها تصور می شد که سفیدچاله ها حاصل نسبیت عام است که از همان معادلات برادری ستاره ایشان که فروپاشیده اند و سیاهچاله نامیده می شوند. اخیراً، برخی از نظریه پردازان این سوال را مطرح کرده اند که آیا این گرداب های دوقلوی زمانی ممکن است دو روی یک سکه باشند؟اگر به شناخت سفید چاله ها علاقه مند هستید تا انتهای مقاله با گروه آندرومدا مگ همراه باشید.
برای یک خدمه سفینه فضایی که از دور نظاره گرند ، یک سوراخ سفید دقیقاً شبیه یک سیاهچاله است. دارای جرم است. ممکن است بچرخد. یک حلقه از گرد و غبار و گاز می تواند در اطراف افق رویداد جمع شود – مرز حباب اشیا را از بقیه جهان جدا می کند. اما اگر آنها به تماشای خود ادامه می دادند، خدمه ممکن است شاهد رخدادی غیرممکن برای سیاهچاله باشند. کارلو روولی، فیزیکدان نظری در مرکز فیزیک تئوریک فرانسه ، گفت: “فقط در لحظه ای است که اوضاع به بیرون میریزد و همه چیز آشکار خواهد شد.
فیزیکدانان یک سفید چاله را “چرخش زمان” سیاهچاله توصیف می کنند، ویدئویی از درون سیاهچاله اگر نشان داده شود همه چیز را نسبت به گذشته نشان میدهد، همانطور که یک توپ که در حال بالا پایین رفتن است معکوس زمان سقوط یک توپ به صورت معکوس نشان داده شود. در حالی که افق رویداد سیاهچاله یک کره بدون بازگشت است، افق رویداد یک سیاهچاله مرز عدم پذیرش است – اختصاصی ترین کلوپ فضایی-زمان نیز این موضوع را بررسی نموده است و گفته که هیچ سفینه ای هرگز به لبه منطقه اصلی نخواهد رسید.
اشیا در درون یک سفید چاله می توانند از دنیای خارج، خارج شوند و با آنها ارتباط برقرار کنند ، اما از آنجا که هیچ چیز نمی تواند وارد شود ، فضای داخلی از گذشته جهان بریده می شود: هیچ رویداد خارجی هرگز بر درون تأثیر نخواهد گذاشت. جیمز باردین ، پیشکسوت و استاد برجسته سیاه چاله در دانشگاه واشنگتن گفت: “به نوعی ایجاد یک تکینگی در گذشته باعث ناراحتی جهان بیرونی میگردد.
این دوقلو های گفته شده سرزمین هیچ کسی نیست
معادلات میدانی انیشتین مانند سونامی در سال 1915 به فیزیک ضربه زد و نظریه پردازان هنوز در حال مرتب سازی آن هستند. فرضیه های وی فراتر از توصیف نیروی جاذبه ، پیامی خردکننده در مورد ماهیت واقعیت را نیز به همراه داشت. پس از بررسی یک پیش زمینه مهم نشان داده شد، فضا و زمان همراه با انبوه ستارگان و سیارات می توانند خم و جمع می شوند. این بینش باعث ایجاد یک مسابقه برای محاسبه میزان سو استفاده از ماده ای شد که در آن جریان دارد. در عرض یک سال ، کارل شوارتزشیلد، فیزیکدان و ستاره شناس، اولین محاسبه دقیق معادلات اینشتین را پیدا کرد و محاسبه کرد که چگونه فضا-زمان منحنی یک توپ به صورت منحنی می شود. در جواب او بذر آنچه فیزیکدانان امروز آن را تکینگی می نامند – یک توده کروی کوچک شده به یک نقطه بی نهایت متراکم، و فضای اطراف آن را محکم می پیچد به طوری که منطقه اصلی از بقیه جهان دور می شود. این سرزمین دارای هیچ موجود زنده ای نخواهد بود که افق رویداد آن پیوند علت و معلولی را شکسته باشد.
سیاهچاله ها ، مشهورترین تکینگی ها ، مناطقی از فضا هستند که آنچنان تاب خورده اند که دیگر هیچ خروجی در آنها نیست. جهان خارج می تواند درون افق سیاهچاله را تحت تأثیر قرار دهد ، اما فضای داخلی نمی تواند بر نمای خارجی تأثیر بگذارد.
هنگامی که مارتین دیوید کروسکال، ریاضیدان، شرح سیاهچاله شوارتزیلد را در سال 1960 گسترش داد تا تمام حوزه های مکان و زمان را در بر بگیرد ، تصویر جدید او حاوی بازتابی از تکینگی سیاهچاله بود، اگرچه او در آن زمان به اهمیت آن پی نبرد. بعداً ، با ورود سیاه چاله ها به زبان بومی، اصطلاحی طبیعی برای دوقلوهای نظری آنها پدید آمد.
روولی گفت: “درک سیاه چاله ها 40 سال طول کشید و تازه این تمرکز مردم بر روی سفید چاله ها بوده است.”
چرا سفید چاله ها وجود ندارند
در حالی که نسبیت عام سفید چاله ها را به صورت تئوری توصیف می کند ، اما هیچ کس نمی داند چگونه ممکن است در حقیقت شکل بگیرد. وقتی ستاره در حجم کمی فرو می رود ، یک سیاهچاله فضای کمی را برون میریزد، اما پخش این فیلم به عقب معنای فیزیکی ندارد افقی از رویداد که به یک ستاره عملکردی منفجر می شود ، کمی شبیه تخم مرغی است که خودش را در هم می ریزد – نقض قانون آماری که می خواهد جهان به مرور زمان ناموزون شود.
حتی اگر سفید چاله های بزرگی هم ایجاد شوند، احتمالاً خیلی طولانی نمی شوند. هر ماده خروجی با ماده در مدار برخورد می کند و سیستم به سیاه چاله سقوط می کند. هال هاگارد، فیزیکدان نظری در کالج برد در نیویورک، گفت: “من فکر می کنم که یک سفید چاله و ساخت آن به مدت طولانی مدت بسیار بعید است.”
چرا ممکن است سفید چاله ها وجود داشته باشد؟
برای مدتی ، به نظر می رسید که سفید چاله ها د سرنوشت کرمچاله ها را دارند – انحرافات فضایی-مکانی از نظر ریاضی که احتمالاً توسط واقعیت منع شده اند نیز نشان داده شده اند. اما در سال های اخیر، برخی از فیزیکدانان برای نجات خواهران وبرادران تیره سفید چاله ها از مرگ فعالیت های بسیاری را انجام داده اند.
از زمانی که استیون هاوکینگ در دهه 1970 فهمید که سیاهچاله ها از انرژی نشت می کنند ، فیزیکدانان بحث کرده اند که چگونه موجودات ممکن است کوچک شوند و بمیرند. اگر یک سیاهچاله از بین برود، بسیاری می پرسند،برای مواد داخلی که توسط سیاهچاله بلعیده شد چه اتفاقی می افتد؟ نسبیت عمومی اجازه نمی دهد اطلاعات خارج شود و مکانیک کوانتوم حذف آن را منع می کند. روولی گفت: “چطور سیاه چاله می میرد؟ ما نمی دانیم.سفید چاله چگونه متولد می شود؟ شاید سفید چاله مرگ سیاه چاله باشد.” “این دو سوال به خوبی به هم پیوند می خورند ، اما شما باید معادلات عمومی نسبیت را برای جواب به این سوال در عبور از یکی به دیگری نقض کنید.”
روولی بنیانگذار گرانش حلقه کوانتوم است، تلاشی ناقص برای فراتر رفتن از نسبیت عام با توصیف خود فضا به عنوان ساخته شده از ذرات سبک لگو را به خود اختصاص داده است. او و دیگران با هدایت ابزارهایی از این چارچوب ، سناریویی را توصیف می کنند که سیاهچاله آنقدر کوچک می شود که دیگر از قوانین عقلانی ستاره ها و توپ های بیلیارد پیروی نمی کند. در سطح ذرات ، تصادف کوانتومی جای خود را می گیرد و سیاهچاله می تواند به یک سفید چاله تبدیل شود. به گفته هاگارد ، چنین سفید چاله ای به اندازه میکروگرم ، از نظر جرم شبیه موی انسان است ، هیچ یک از گرانش های اجداد سیاه چاله آن را ندارد ، اما فضای داخلی غاری را مخفی می کند که حاوی اطلاعات همه چیزهایی است که در آن بلعیده است.و زندگی پیشینی را توصیف میکند. برای جذب ماده در حال چرخش بسیار کوچک است، این سفید چاله ممکن است به اندازه کافی پایدار بماند تا درنهایت تمام اطلاعات جمع شده توسط زندگی پیشینی آن را از بین ببرد. بعد از اینکه ستاره ها سوخته و سیاهچاله ها پژمرده شده اند. هر مشاهده گر می تواند به راحتی اجسام را به عنوان ذرات نسبتاً بزرگی که هاگارد حدس می زند ، تشخیص دهد ، اما آن روزها تریلیون ها روز از آن برای سن جهان فعالی ما گذشته است. هاگارد گفت: “این دیوانه کننده ترین مقیاس زمانی است که در فیزیک دیده ام.”
سفید چاله نهایی
متناوباً ، ممکن است عواقب سفید چاله در همه جا وجود داشته باشد. از نظر فیزیکدانان سیاهچاله ، انفجار ماده و انرژی در انفجار بزرگ مانند یک رفتار بالقوه از چاله سفید به نظر می رسد. هاگارد گفت: “هندسه در دو حالت بسیار شبیه است.” “حتی تا حدی که در بعضی مواقع از نظر ریاضی یکسان باشد.”
جهان ممکن است خودش را به تمام اشکال نسبیت عام تقلیل ندهد ، اما هاگارد فکر می کند که فیزیکدانان باید این را تا انتها دنبال کنند. وی گفت: “چرا شما تحقیق نمی كنید كه آیا این سفید چاله ها پیامدهای جالبی دارند.” “ممکن است عواقب آن چیزی نباشد که شما انتظار داشتید ، اما نادیده گرفتن آنها احمقانه خواهد بود.”