اگر به سیاهچاله سقوط کنیم چه می گردد؟ - کتاب ارزان

سیاهچاله ها چه هستند و چه چیزی آن ها را تا این حد عجیب می نماید؟

اگر قلمی که در دست گرفته اید را به هوا پرتاب کنید، به سرعت پایین می آید اما مکان هایی در کیهان وجود دارد که این کشش تقریبا بی نهایت قوی تر از زمین است، آنقدر قوی که حتی نور هم نمی تواند از چنگ آن فرار کند: سیاهچاله ها را ببینید، این اجرام فضایی بسیار متراکم هستند، جایی که نیروی گرانش آنقدر قوی است که مطلقا هیچ چیز نمی تواند در برابر کشش آن مقاومت کند.

اگر خیلی به سیاهچاله نزدیک شویم، چه اتفاقی می افتد؟

در حال حاضر، زمین هر قسمتی از بدن شما که به سطح آن نزدیک تر است را کمی بیشتر به سمت خود می کشد. شما نمی توانید اثرات آن کشش که نیروی جزر و مدی نامیده می گردد را احساس یا مشاهده کنید، زیرا نسبت به میزان دنیا، زمین آنقدرها هم بزرگ نیست. بنابراین، نیروی گرانش در برگشت آنقدر قوی نیست؛ اما از آنجایی که سیاهچاله ها بسیار سنگین تر هستند، نیروی جزر و مدی در آنجا بسیار قوی تر از روی زمین است. به گفته اخترشناسان اگر فضانوردی ابتدا به سمت پایین سیاه چاله بیفتد، کشش روی پاها بسیار قوی تر از کشش سر است، بنابراین در جهتی که می افتید، کشیده می شوید. اصطلاح واقعی اخترفیزیک برای این فرآیند بسیار ساده است: اسپاگت کردن.

پس از اسپاگت سازی، هر چیزی که وارد سیاه چاله شده است از جمله ستارگان، غبار، سیارات یا فضانوردان بداقبال، از یک مانع نامرئی به نام افق رویداد یا نقطه بی بازگشت عبور نموده است.

رازهای سیاهچاله

گذشته از افق رویداد، چیزی وجود دارد که به عنوان تکینگی شناخته می گردد: یک نقطه بی نهایت متراکم که در آن فضا و زمان به شکلی که ما می شناسیم در هم می پیچند و دیگر وجود ندارند. آن ها منطقه ها بسیار کوچکی در فضا-زمان هستند که اندازه تقریبا نامتناهی جرم در آن ها متمرکز می گردد. به گفته آوی لوب، مدیر ابتکار سیاهچاله در دانشگاه هاروارد، در این شرایط، معادلاتی که اینشتین برای گرانش ایجاد کرد، شکسته می گردد.

تکینگی به وسیله مکانیک کوانتومی شرح داده می گردد. مشکل این است که نحوه رفتار ذرات در مکانیک کوانتومی با رفتار اجسام در نظریه نسبیت عام اینشتین بسیار فرق دارد، بنابراین، درون سیاهچاله یک تناقض است: مکانی که گرانش در آن بسیار قوی است، اما در عین حال تنها به وسیله مکانیک کوانتومی قابل درک است. دانشمندان یک قرن است که در پی نظریه همه چیز هستند. در حال حاضر سیاهچاله ها نمایانگر بزرگترین پرسش های فیزیک هستند.

بسیاری از فرضیه های کنونی به گفته دانیل جافریس، استاد گرانش کوانتومی در هاروارد، از نظر ریاضی امکان پذیر هستند. اما این بدان معنا نیست که همه آن راه چاره ها واقعا اتفاق می افتند. بنابراین به یاد داشته باشید: هر چیزی که فراتر از این نقطه بخوانید، ممکن است، اما لزوما درست نیست.

اگر وارد یک سیاهچاله شویم، آیا واقعا این انتها کار ماست؟

در فرم فیزیکی فعلی شما، بله. به معنای عمیق تر، هرچند، شاید نه. به لطف استیون هاوکینگ، ما می دانیم که سیاهچاله ها تشعشعات ساطع می نمایند و باعث می شوند که به آرامی کوچک شوند تا زمانی که ناپدید شوند.

اما اگر سیاهچاله ها در نهایت ناپدید شوند، یک اصل مکانیک کوانتومی را نقض می نمایند و آن این است: چیزی که ذرات یک فضانورد را از ذرات یک ستاره متمایز می نماید، هرگز ناپدید نمی گردد. اگر سیاه چاله ها خاتمه ناپدید شوند، اطلاعاتی که آن ها در طول میلیاردها سال زندگی بلعیده اند، به کجا می رود؟

دانیل جافریس و بعضی دیگر معتقدند که اطلاعات به وسیله آنچه به عنوان تشعشعات هاوکینگ شناخته می گردد، می گریزند. در نزدیکی افق رویداد (آن نقطه نامرئی بدون بازگشت پس از اسپاگت سازی)، همه چیز بسیار سریع در حال حرکت و درجه حرارت و سطوح تشعشع بالا است. در آنجا، جرم به اساسی ترین حالت خود تجزیه می گردد: ذرات کوانتومی. این ذرات فقط به صورت جفت وجود دارند، آن ها در سطح کوانتومی درهم هستند.

چه ایده های دیگری برای شرح آنچه ممکن است در سیاهچاله اتفاق بیفتد وجود دارد؟

بعضی از دانشمندان معتقدند که واقعیت سه بعدی که تنها راهی نیست که کیهان اطلاعات را ذخیره می نماید. بر اساس نظریه آن ها، اگر چیزی در سیاهچاله بیفتد، هم می تواند در تکینگی (جایی که فضا و زمان تخریب می گردد) منحرف گردد و هم به عنوان تابش در افق رویداد بماند. از این منظر، افق رویداد یک سیاهچاله در واقع یک پوسته است، یک صفحه دو بعدی از کیهان که اطلاعات ظاهرا سه بعدی را ذخیره می نماید.

دانشمندان برای شرح این موضوع از تشبیه هولوگرام استفاده می نمایند: هولوگرام ها نمایش سه بعدی اطلاعاتی هستند که فقط در دو بعد وجود دارند و در مقیاس بزرگ تر، این نظریه می تواند به این معنا باشد که ممکن است در درون چیزی وجود نداشته باشد: به عبارت دیگر، کل دنیا می تواند یک هولوگرام باشد. این یک مفهوم آزاردهنده است، اما موارد عجیب تر هم وجود دارد؛

تئوری دیگری می گوید که در انتهای هر سیاهچاله ممکن است یک سفیدچاله وجود داشته باشد، جایی که هرگز نمی توانید وارد آن شوید و فقط از آن خارج می شوید. در یک سفیدچاله، زمان به عقب می چرخد و جرم نیست، دقیقا برعکس آن خواهد بود. این مکانی است که تخم ها ممکن است شکسته شوند، چیزی که دانشمندان هرگز در هیچ کجای کیهان ندیده اند اما در تئوری، می تواند به طور بالقوه اتفاق بیفتد.

برای بعضی، هم نظریه سفیدچاله ها و هم اصل هولوگرافی بعضی از ایده های اصلی انیشتین را نقض می نمایند، مسئله ای که راه چاره های دیگر سیاه چاله ها مانند کرم چاله ها، مشترک است.

پس آیا ما هرگز این را کشف خواهیم کرد؟

اخترفیزیکدانان در پاسخ به این سوال، می خندند و به این نکته اشاره می نمایند که ممکن است هرگز نفهمیم یا ممکن است زمان زیادی طول بکشد. آوی لوب از هاروارد چنین پاسخ داد: ما در صد سال نتوانستیم مکانیک کوانتومی و گرانش را یکی کنیم، بنابراین با تعمیم به آینده، فکر می کنم حداقل صدها سال طول می کشد.

منبع: خبرنگاران