سیاهچاله‌ها شاید ستاره‌هایی با «قلب‌های پلانک» باشند

سیاهچاله‌ها که غول‌های گرانشی هستند، از این جهت اینگونه نامگذاری شده‌اند که هیچ نوری نمی‌تواند از چنگال آن‌ها فرار کند و اسرارآمیزترین چیز در جهان هستی می‌باشند.

maafjJjQwyJPLqUVK

یک نظریه‌ی جدید بیان می‌کند که سیاهچاله‌ها ممکن است اصلاً سیاه نباشند. بر اساس یک مطالعه‌ی جدید، این سیاهچاله‌ها در عوض ممکن است ستاره‌های تاریکی باشند که فیزیک عجیب و غریب در هسته‌ی آن‌ها نهفته باشد. این فیزیک جدیدِ اسرارآمیز ممکن است باعث شود این ستاره‌های تاریک یک نوع تابش عجیب از خود ساطع کنند؛ در نتیجه این تابش می‌تواند راز ماده تاریک اسرارآمیز در کیهان را توضیح دهد، ماده‌ای که همه چیز را به سمت خود می‌کشد اما هیچ نوری را ساطع نمی‌کند.

ستاره‌های تاریک

به لطف نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین که نحوۀ پیچش فضا-زمان را توصیف می‌کند، می‌دانیم که برخی از ستاره‌های عظیم می‌توانند دچار فروپاشی شوند و به یک نقطه‌ی بی‌نهایت کوچک – تکینگی – منقبض گردند.

وقتی تکینگی شکل گرفت، یک افق رویداد اطراف آن را احاطه می‌کند. این یک خیابان یکطرفه در کیهان است. در افق رویداد، کشش گرانشی سیاهچاله به حدی قوی است که برای خروج از آن باید سریع‌تر از سرعت نور داشته باشید. از آنجایی که سفر با سرعت بیشتر از نور مطلقاً غیرممکن است، هر چیزی که از این آستانه عبور کند تا همیشه محکوم به نابودی خواهد بود.

این جملات ساده اما حیرت‌آور حاصل چندین دهه مشاهده هستند. اخترشناسان گیر افتادن جو یک ستاره در یک سیاهچاله را تماشا کرده‌اند. آنها نحوۀ چرخش ستاره‌ها به دور سیاهچاله‌ها را رصد کرده‌اند. فیزیکدانان بر روی زمین “امواج گرانشی” ساطع شده در هنگام ادغام سیاهچاله‌ها را رصد کرده‌اند. ما حتی یک عکس از «سایه‌ی» یک سیاهچاله گرفته‌ایم – حفرۀ آن از میان درخشش گاز پیرامونی مشخص است.

با این حال، هنوز اسراری زیادی در «قلب سیاهچاله» باقی مانده‌ است. ماهیتی که یک سیاهچاله را تعریف می‌کند – یعنی تکینگی – به نظر از لحاظ فیزیکی غیرممکن است، زیرا ماده در واقعیت نمی‌تواند تا یک نقطه‌ی بی‌نهایت کوچک فشرده شود.

roncowen firstblackhole

موتورهای پلانک

درک کنونی از سیاهچاله‌ها در نهایت باید به روز شود یا با چیزی جایگزین شود که بتواند توضیح دهد چه چیزی در مرکز یک سیاهچاله وجود دارد. اما این مانع از تلاش فیزیک نمی‌شود. یک نظریه‌ی مربوط به تکینگی‌های سیاهچاله در واقع نقاط بی‌نهایت کوچک از مادۀ بی‌نهایت فشرده شده را با چیز بهتری جایگزین می‌کند: یک نقطه‌ی فوق‌العاده کوچک از یک مادۀ فوق‌العاده فشرده شده. این هسته‌ی پلانک نامیده می‌شود، زیرا این فرضیه را مطرح می‌کند که ماده‌ی درون یک سیاهچاله تا کوچکترین مقیاس ممکن فشرده می‌شود که در واقع همان «طول پلانک» است، برابر با ۳۵- ^۱۰ × ۱.۶ متر. خیلی کوچک است.

در این صورت «هسته‌ پلانک» نمی‌تواند تکینگی باشد، سیاهچاله هم نمی‌تواند میزبان یک افق رویداد باشد، در واقع هیچ مکانی وجود ندارد که کشش گرانشی فراتر از سرعت نور برود. اما برای یک مشاهده‌گر خارجی، کشش گرانشی به حدی قوی خواهد بود که مثل یک افق رویداد به نظر می‌رسد و رفتار می‌کند. فقط مشاهدات به شدت حساس که هنوز تکنولوژی آن را نداریم می‌تواند این اختلاف (تفاوت) مشاهداتی را توضیح دهند.

ماده تاریک

مسائل اساسی به راه‌حل‌های اساسی نیز نیاز دارند، در نتیجه جایگزینیِ «تکینگی» با «هسته‌ی پلانک» چندان دور از ذهن و بعید نیست، اگرچه این نظریه فقط یک طرح کلی ضعیف است، بدون هیچگونه فیزیک یا ریاضیاتی که بتواند این نوع محیط را توضیح دهد. این کار مفیدی است، زیرا تکینگی‌ها نیازمند یک تفکر جدی و غیرمعمول هستند. ممکن است با این کار بتوان اسرار ماده تاریک را کشف کرد.

ماده تاریک بیش از ۸۵% از جرم کیهان را تشکیل می‌دهد و با این حال هرگز با نور برهمکنش ندارد. ما فقط می‌توانیم وجود آن را از طریق اثرات گرانشی‌اش بر روی مادۀ معمولی تشخیص دهیم. مثلاً می‌توانیم مشاهده کنیم که ستاره‌ها به دور مراکز کهکشان‌ها گردش می‌کنند و می‌توانیم از سرعت‌های مداری آنها برای محاسبه‌ی مقدار جرم کلی کهکشان‌ها استفاده کنیم.

در یک مقاله‌ی جدید که در ۱۵ فوریه به آرشیو پایگاه دادۀ پیش از چاپ arXiv ارائه شد، فیزیکدان “ایگور نیکیتین” در موسسه فراونهوفر برای الگوریتم‌های علمی و محاسبات در آلمان ایدۀ «تکینگی رادیکال» را مطرح کرده و آن را یک درجه بالاتر برد. بر اساس این مقاله، هسته‌های پلانک می‌توانند ذرات را ساطع کنند (به دلیل اینکه هیچ افق رویدادی وجود ندارد، این سیاهچاله‌ها کاملاً سیاه نیستند). این ذرات ممکن است آشنا یا چیز جدیدی باشند.

شاید آنها نوعی ذره باشند که بتواند ماده تاریک را توضیح دهد. به گفتۀ “نیکیتین”، اگر سیاهچاله‌ها واقعاً ستاره‌های پلانک باشند، دائماً جریانی از ماده تاریک را ساطع می‌کنند و می‌توانند حرکات ستاره‌ها درون کهکشان‌ها را توضیح دهند. ایدۀ او احتمالاً تحت بررسی بیشتر قرار نخواهد گرفت (شواهد مربوط به وجود ماده تاریک بسیار بیشتر از شواهد مربوط به تأثیر آن بر حرکت ستارگان است). اما این یک مثال عالی است که توضیح می‌دهد چگونه باید به ایده‌های زیادی برای توضیح سیاهچاله‌ها برسیم چون هرگز نمی‌دانیم چه پیوندهایی ممکن است با دیگر اسرارِ برملا نشده در کیهان وجود داشته باشد.

فیسبوک توییتر گوگل + لینکداین تلگرام واتس اپ کلوب

دیدگاهتان را بنویسید