از تکینگی تا مغز، از مغز تا سیاهچاله ی فضایی- قسمت سی و پنجم
بر خلاف دیدگاه اینشتین، سیاه چاله ها ممکن است پرزداشته باشند
مشاهده ی اولین سیاهچاله ی فضایی حدود یک سال ونیم قبل، توسط کتی بومن در سازمان فضایی آمریکا ناسا، به کمک پیشرفت ها و تلسکوپ های مشاهداتی- که تا عمق کیهان را میکاود و اطلاعات بسیاری را به مغز میرساند که با چشم غیرمسلح، قابل مشاهده نیست- باعث خوشحالی وشگفتی بسیار دانشمندان جهان شد. آنچه در نگاه بر سیاهچاله ایجاد شد، احساس قدرتی برای دیدن چیزی بود که قبلا در نظریه های نسبیت اینشتاین، به عنوان فرضیه مطرح شده بود.
ولی این کشف پایان راه، نبود. امروز تناقضات زیادی در چگونگی خود سیاهچاله و رفتار آن، وجود دارد.
آیا سیاهچاله، همه ی نور را به درون خود میکشد یا بخشی از پرتوها میتواند از دل سیاهچاله بیرون بیاید؟
آیا جرم سیاهچاله به دلیل پرتوهای صادر شده از آن، رو به کاهش است یا با بلعیدن هر چیز داری جرم، دائما جرم آن افزوده میشود؟
اگر سیاه چاله، پرتویی صادر کند، پایانی برای آن، قابل تصور است یا نه؟
قوانین فیزیک، درون سیاهچاله چگونه است؟
آیا ناظر درون سیاهچاله- هر چقدر هم با سرعت در حال نابودی و فنا باشد- سقوط خود را احساس میکند یا نه؟
آیا ناظری که از بیرون سیاه چاله میخواهد به درون آن، بنگرد در این نگاه، موفق خواهد بود یا نه؟ (زیرا بر اساس نظریه ی نسبیت اینشتاین، نوری نمی تواند از سیاهچاله خارج شود تا بیننده ی بیرون آن، شاهد چیزی باشد!)
کیفیت پرتوهای صادر شده از سیاهچاله، چگونه است؟
(در حالی که میدانیم فتون نوری، بر اساس قوانین نسبیت، قادر به عبور و گریز از سیاهچاله نیست!)و کتی بومن آمریکایی شاهد چه چیزی بوده است در حالی که اصلا نوری از سیاه چاله به بیرون تراوش نمی کند!!؟مشاهده ی چیزی که بر اساس قوانین نسبیت عام فیزیک، قابل مشاهده نیست و هنوز خیلی چیزها را در موردش نمی دانیم!!
دانش ما در مورد سیاه چاله ی فضایی، بسیار اندک است و وقتی در مورد چیزی بی نور(یا حداقل غیر قابل مشاهده به وسیله ی اندام های حسی) چنین نادانیم، در مورد دیگر نورهایی- که ابزارهای حسی ما و مغز، قادر به درک آن نیست- چه می گوییم؟ به خصوص وقتی بدانیم بسیاری از پرتوها عامل و علت ایجاد پرتوهای قابل شناسایی توسط ما هستند و از طریق پرتوهای قابل مشاهده توسط ما، ردیابی میشود(ولی قابل مشاهده ی با چشم نیست) و در میان شلوغی پرتوهای زمینی، گم هستند!
و پایانی که مرزهای انتهایی آن، جز حدس و گمان و تردید و حیرت، نمی افزاید و انسان خرد و نادانی که تصور میکند، مرزهای شعله ور کیهان را شناخته؛ در حالی که با حجاب و سپرهایی در برابر این شعاع های سوزان، پوشانده شده است! و اگر این مرزها و سپرهای موجود در عالم مادی نبود، آن لرزش ها و شعله های سوزانی را میدید که در عالم ماده و مرزهای در حال تحول آن، گریزی از آن نیست.
مطالعه ای جدید، نشان میدهد دورترین سیاه چاله ها میتواند تئوری معروف بدون پرزرا در هم بشکند. بر اساس تئوری نسبیت عام اینشتاین؛ سیاه چاله ها فقط سه خصوصیت قابل مشاهده دارد: جرم، اسپین و شارژ. خصوصیات اضافه یا پرز، وجود ندارد.
دوقلوهای مشابه، چیزی در سیاهچاله ها ندارند. دو قلوها ممکن است از نقشه ی ژنتیکی مشابه، ایجاد شده باشد ولی میتوانند در هزاران مورد از رفتار تا شکل مو، با هم متفاوت باشند. سایه چاله ها بر اساس تئوری نسبیت اینشتاین میتوانند سه خصوصیت داشته باشند: توده ، چرخش(اسپین) و شارژ. اگر این مقادیر برای دو سیاه چاله، مشابه باشند غیر ممکن است یکی از دیگری تشخیص داده شود. سیاه چاله ها مو ندارند.
پول چسلر فیزیک دان نظری در دانشگاه هاروارد می گوید: در نسبیت عام آنها عین هم هستند. تفاوتی را نمی توانیم بین آنها پیدا کنیم. هنوز دانشمندان مردد هستند آیا تئوریبدون مو واقعا درست است یا نه.
در سال 2012 ریاضی دان استفانوس آرتاکیس- که در ابتدا در دانشگاه کامبریج بود و اکنون در دانشگاه تورنتو است- پیشنهاد داد برخی سیاه چاله ها ممکن است در افق رویداد خود دارای ناپایداری هایی باشند. این ناپایداری ها به طور موثر میتواند به برخی مناطق افق سیاه چاله، نیروی کشش جاذبه ای بیشتری نسبت به قسمت های دیگر آن بدهد.
این، سبب میشود سیاه چاله های مشابه، قابل تشخیص شوند. با این همه محاسبات او فقط نشان داد این، برای سیاه چاله های انتهایی، امکان پذیر است. این سایه چاله ها بالاترین مقدار ممکن را برای توده چرخش و شارژ دارند.
چسلر میگوید: و تا جایی که ما میدانیم این سایه چاله ها حداقل به طور دقیق نمی توانند در طبیعت وجود داشته باشند
ولی چطور است اگر سیاه چاله به حد نهایی نزدیک شود و با اینکه به این حدود نهایی نزدیک میشود، به آن نمی رسند؟ چنین سیاه چاله هایی حداقل از نظر تئوری باید وجود داشته باشد. آیا اینها در برابر نظریه ی بدون پرز قرار می گیرد؟
در مقاله ای که در انتهای ماه گذشته، منتشر شد آنها میتوانند این پرز را با مشاهدات موج جاذبه ای شناسایی کنند. گوارا خانا فیزیکدان در دانشگاه ماساچوست و در دانشگاه رود آیلند می گوید: مقاله ی ما امکان اندازه گیری این پرزها را مطرح میکند
به طور خاص دانشمندان پیشنهاد میدهند باقی مانده ها؛ چه از تشکیل سیاه چاله باشد یا از بی نظمی های بعدی مانند ماده ای که به درون سیاه چاله سقوط کند، هر دو میتواند ناپایداری های جاذبه ای را روی افق رویداد سیاه چاله ای- که نزدیک به سیاه چاله ی انتهایی است- ایجاد کند. خانا میگوید: ما انتظار داریم پیام جاذبه ای که می توانیم ببینیم بسیار متفاوت از سیاه چاله های مرسوم باشد که سیاه چاله های غول آسای انتهایی نیستند.
لیا مدیروس فیزیک دان وستاره شناس در موسسه ی مطالعات پیشرفت های پرینستون در نیوجرسی می گوید:اگر سایه چاله ها دارای پرز باشند، برخی اطلاعات در مورد گذشته ی آنها باقی میماند. این میتواند به تناقض مشهور یافته های سیاهچاله- که به وسیله ی فیزیک داناستیفن هاویکینگ مطرح شد- اشاره کند
آن تناقض، نزاع اساسی بین نسبیت عام و مکانیک کوانتوم را- که دو ستون فیزیک قرن بیستم است- تصفیه و پاکسازی میکند. مدیروسمی گوید: اگر تو بر یکی از تصورات و تناقض اطلاعات، حمله کنی تو شاید بتوانی تناقض را حل کنی یکی از تصورات، فرضیه ی فاقد پرز است. شاخه بندی این، بسیار وسیع است.
مدیروس همکار مقاله در اکتوبر- که نشان داد هندهسه ی مشاهده شده ی سیاه چاله ها با پیشبینی ها متناسب و همراه است- میگوید: اگر ما بتوانیم ثابت کنیم فضا- زمان واقعی سیاهچاله بیرون سیاه چاله، متفاوت از چیزی است که ما انتظار داریم من تصور میکنم اشاره ی مهمی برای نسبیت عام دارد. شاید برجسته ترین جلوه ی این مقاله این است که میتواند روشی را فراهم کند که مشاهدات سیاه چاله ها را با فیزیک بنیادین، پیوند می زند. مشاهده ی پرز بر سیاه چاله ها- که شاید بزرگترین آزمایشگاه های ستاره شناسی در کیهان باشند- میتواند به ما اجازه دهد ایده هایی مانند تئوری ریسمان و جاذبه ی کونتومی را به روشی بررسی کنیم که هرگز، قبلا ممکن نبوده است.
مدیروس میگوید: یکی از موضوعات مهم با تئوری ریسمان و جاذبه ی کوانتومی این که واقعا دشواراست این پیشگویی ها را بشود آزمود. بنابراین اگر تو چیزی داشته باشی که تست آن بسیار بعید باشد، این شگفت انگیز است.
موانع زیادی هست.
مشخص نیست سیاه چاله های غول آسای نزدیک به نهایت، وجود داشته باشد. (چسلر می گوید: بهترین شبیه سازی در لحظه، به طور مشخص سیاه چاله هایی را تولید میکند که 30% دور از مرز نهایی هستند و حتی اگر این سیاه چاله ها باشند روشن نیست آیا مشخص کننده های موج جاذبه، به اندازه کافی، حساس هستند تا این ناپایداری های پرزی را کشف کنند؟
بیشتر اینکه به نظر میرسد پرز به طرز باورنکردنی عمر کوتاهی داشته باشد و فقط در جزیی از ثانیه ادامه یابد.
چسلر میگوید: من تصور نمی کنیم هیچ کس در جامعه در این مورد شک داشته باشد. این مطلبی نظری نیست. این فقط معادله های اینشتین را- که بسیار پیچیده است- کارآمد میکند؛ آنقدر پیچیده که ما هر سال ویژگی های جیدی از آن را درک می کنیم. مرحله ی بعد، مشاهده ی کیفیت پیام هایی است که ما باید در تشخیص دهنده های جاذبه ای خود؛ چه ویگو یا لیگو که امروز کار میکند یا وسایل آینده مانند وسیله ی آژانس فضایی اروپا LISA به دنبال آن باشیم.
هلوی ویتک ستاره شناس در دانشگاه ایلینویس می گوید: هر کس باید به کار خود بپردازد و محاسبه کند فرکانس این اشعه های جاذبه ای چیست و بداند چگونه ما میتوانیم آن را اندازه گیری کنیم و بشناسیم. مرحله ی بعد این است که از این مطالعه ی نظری بسیار مهم و زیبا به سوی چیزی برویم که یک نشانه و امضا است.
دلایل زیادی هست تا بتوانیم چنین کنیم.
هرچند شانس برای شناسایی چیزی- که مقاله را ثابت کند- اندک است، چنان کشفی نه فقط تئوری نسبیت عام اینشتین را به چالش میکشد بلکه وجود سیاه چاله های نزدیک به مرز بی نهایت را تایید میکند. خانا میگوید: ما علاقه مندهستیم بدانیم آیا طبیعت به چنین جانوری، اجازه ی وجود میدهد. اشاره های برجسته ای برای عرضه به ما وجود دارد. ورشن قدیمی مقاله، نشان داد فرضیه پردازان نمیتوانند سیاه چاله هایی را شناسایی کنند که در محدوده ی بیش از 30% از مرز نهایی است. درحقیقت آنها می توانند سایه چاله های نزدیک به انتها را شبیه سازی کنند ولی شبیه سازی های معمول آنها 30 درجه دورتر از مرز نهایی است.
https://www.quantamagazine.org/in-violation-of-einstein-black-holes-might-have-hair-20210211/?fbclid=IwAR3V9uqAhnQXhOsTpyBF_eLYnczhp4O-jcHy3jPmcVCa0f4upEklsl9bm3M
برخی توضیحات از دکتر سلمان فاطمی
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031
