جهانی- که ریزترین اجزای دارای جاذبه ی آن، میتواند یک سیاهچاله تولید کند-!؛ سیاهچاله ی سیاهی که در درون مجموعه، هرگز راه گریزی از آن نیست و برای گریز از آن و نگاه بر دیگر اجزا، باید از بیرون مجموعه، نگریست.
نگاه شاهدان درون مجموعه، متفاوت از شاهدان بیرون مجموعه است. ماه و قمر درون مجموعه، طلوع و غروبش، جلوه گری و نمایشش و نور و ظلمتش برای ناظران درون مجموعه و بیرون مجموعه، یکسان نیست.نگاه شود: مقاله در مشاهده و دیدن، سه جزء دخالت دارد در همین کانال)
(سیاهچاله ها به عنوان ذرات بنیادین- بازبینی تحقیقات پیشگامانه در مورد اینکه چگونه ذرات، می توانند سیاهچاله های کوچک باشند!
نویسنده: ویلیام براون، بیوفیزیکدان و پژوهشگر بنیاد علوم رزونانس
این ایده- که ذرات، سیاهچاله های ریز هستند- ممکن است در نگاه اول عجیب به نظر برسد، اما حتی در مدل متعارف فیزیک ذرات، ذرات بنیادی مانند الکترون ها و کوارک ها جرم دارند اما بعد صفررا اشغال می کنند. در واقع، به دلیل خود انرژی یک ذره ی نقطه ای، لپتون ها دارای جرم خالی بی نهایت و بار خالی بی نهایت هستند. نوسانات خلاء برای محدود کردن این مقادیر نامحدود، ضروری است.
چنین ذره نقطه ای، یک تکینگی یا به عبارت رایج تر، یک سیاهچاله است.
پس چرا ذرات بنیادی معمولاً به عنوان ریزسیاهچاله در نظر گرفته نمی شوند؟
یکی از دلایل این است که نظریه ی میدان کوانتومی، ذرات را به عنوان اجسام احتمالی توسعه یافته در نظر می گیرد که فقط به صورت برهم نهی ای از حالت ها وجود دارند، بنابراین ذرات، نقطه ای واقعی نیستند، زیرا هیچ نقطه ی خاصی در فضا را اشغال نمی کنند. با این حال، همان نظریه تصریح می کند که با فروپاشی تابع موج، یک ذره به موقعیت نقطه ای باز می گردد و ما دوباره در یک تکینگی هستیم.(رفتار دوگانه موج- ذره ی ذرات بنیادین، بر اساس آزمون دو شکاف یانگ و جان ویلر)
با اینکه حتی در نظریه ی ریسمان، شباهتهای نزدیکی بین ریسمانها، رفتار آنها بهعنوان غشاها و تکینگیها یا سیاهچالهها وجود دارد.
استدلال دیگر این است که ریزسیاهچاله ها نمی توانند هیچ یک از ویژگی های مشاهده شده در ذرات بنیادی را نشان دهند.
اگرچه این به عنوان یک فرض اساسی در نظر گرفته می شود، تحقیقات واقعی در مورد این موضوع نشان داده است که ریز سیاهچاله ها ممکن است در واقع، بسیاری از موارد مشابه را یعنی ویژگی های مشاهده شده در ذرات بنیادین را نشان دهند.
به عنوان مثال، مطالعه ی (هادرون ها به عنوان سیاهچاله های کر-نیومن) توسط رابرت اولدرشاو از کالج امهرست، استدلال منطقی و خودسازگاری تجربی مدل سیاهچاله، مانند ذره را آزمایش می کند(توجه داشته باشید که هادرون ترکیب یک ذره زیر اتمی است، مانند یک پروتون، یک نوترون، یا یک مزون)
عدم تغییر مقیاس معادلات فاقد منبع میدان انیشتین، نشان می دهد اگر از مقیاس مجدد مناسب واحدها یا یک عامل جفت گرانشی بازنگری شده، استفاده شود، می توان هادرون ها را به عنوان سیاهچاله های دارای گرانش قوی، مدل سازی کرد.
در مورد هادرون ها، حداقل از نظر منطقی ممکن است که جفت سازی گرانشی بین ماده و هندسه ی فضا-زمان، بسیار قوی تر از سیستم های ماکروسکوپی باشد. مقدار ضریب جفت سازی گرانشی در داخل یک اتم یا ذره زیر اتمی هرگز اندازه گیری نشده است. استفاده ی استاندارد از مقدار نیوتونی در این حوزه، صرفاً بر اساس یک فرضِ اثبات نشده، است.
فرد تعجب میکند اگر دادههای مشاهدهای یا نتایج نظری وجود داشته باشد که از فرضیه «گرانش قوی» پشتیبانی کند. در واقع، شواهد جالبی وجود دارد که با این ایده ی غیرمتعارف، مطابقت دارد. همانطور که سیوارام و سینها (1977) به تفصیل در مورد آن صحبت کردند، هادرون ها و سیاهچاله های کر-نیومن، دارای مجموعه ای جالب از شباهت ها هستند:
1- هر دوی هادرون و سیاهچاله ی کر-نیومن، تقریباً منحصراً با سه پارامتر مشخص می شوند: جرم، بار و تکانه زاویه ای.
2- هم هادرون ها و هم سیاهچاله های کر-نیومن دارای گشتاورهای دوقطبی مغناطیسی هستند، اما گشتاورهای دوقطبی الکتریکی ندارند.
3- هادرون های معمولی و سیاهچاله های کر-نیومن، دارای نسبت ژیرومغناطیسی 2 هستند.
4- هادرون ها و سیاهچاله های کر-نیومن، روابط خطی مشابهی بین تکانه ی زاویه ای و مجذور جرم دارند.
5- هنگامی که سیاهچالههای کر-نیومن برهم کنش میکنند، سطح آنها میتواند افزایش یابد، اما هرگز نمیتواند کاهش پیدا کند و این، به طور بالقوه مشابه افزایش سطح مقطعی است که در برخورد هادرون دیده میشود.
با توجه به این شباهت های عجیب بین ویژگی های اساسی هادرون ها و سیاهچاله های کر-نیومن، به نظر می رسد انگیزه ی کافی برای در نظر گرفتن رویکرد گرانش- قوی به هادرون ها وجود دارد. رویکرد جاذبه ی قوی یک الگوی تئوریک در محدود کردن ذرات است که هر دو مقیاس کیهانی و جاذبه ی مقیاس ذرات را در بردارد.
در سال 1960 این الگو به عنوان جایگزینی بر الگوی quantum chromodynamics مطرح شد. تئوریسین هایی که این الگو را ارائه دادند شامل عبدالسلام بود که نشان داد الگوی جاذبه در سطح ذره، میتواند محدودیت و آزادی نامشخصی را ایجاد کد در حالی که نیازی ندارد به رفتار نیرو که متفاوت از قانون جذر معکوس است آنطور که quantum chromodynamics مطرح میکند.
تکینگی اینشتین و ژئومترودینامیک کوانتومی ویلر
در سال 1935، آلبرت اینشتین و ناتانیل روزن در مقاله ی معروف« مسئله ذرات در نظریه نسبیت عام»، سؤال «ذره به عنوان تکینگی»را مطرح کردند. اینشتین و روزن نظریهای میخواستند که از تکینگی ذرات نقطهای، خلاص شود و ذرات مادی را صرفاً از راهحل گرانشی نسبیت عام و راهحلهای الکترومغناطیس ماکسول، توصیف کند: و این، یک نظریه ی یکپارچه بود.
برای انجام این کار، آنها خط سیری را تصور کردند که به صورت شعاعی به داخل تکینگی حرکت می کند. به جای تلاش برای عبور از افق رویداد و فرود به مرکز، ایشتین و روزن نشان دادند که چگونه میتوان مسیر را با مسیر دیگری که دوباره به سمت بیرون ظاهر میشود، مطابقت داد، اما در بخش جداگانهای از فضازمان.
(یک فضا- زمان با قوانین خود، در جاذبه ی شدید سیاه چاله ی جهانش، به هیچ نوری برای نگاه، اجازه ی خروج نمی دهد و بر عکس در محیطی دیگر یا جهانی متفاوت با قوانین خاص خود، آن جاذبه ی نخستین، رنگ می بازد و نور، میتواند خروج پیدا کند ولی در سیاه چاله ی دیگری در آن جهان دوم، گیر می افتد.
در حقیقت، جاذبه ی جهان نخست از دید ناظر گرفتار آن، در نگاه ناظر جهان دوم، جاذبه ای به حساب نمی آید؛ این در حالی است که ناظر دوم، خودش چون در قید جهان خویش است، گرفتار جاذبه های آن است.)
اشکال قیفی را تصور کنید که از دو ورقه ی لاستیک مجاور، کشیده شده و توسط گردن آنها به هم متصل شده اند و یک مسیر لوله مانند از یک سطح به سطح دیگر ایجاد می کنند. این ساختار یک اتصال صاف یا پل بین دو قطعه ی مختلف فضا- زمان ایجاد می کند. پل ایشتین-روزن شکل گرفته است.
تقریباً 20 سال بعد، فیزیکدان برجسته جان آرکیبالد ویلر، طرح وحدت ایشتین و روزن را اصلاح کرد و حوزه ژئومترودینامیک کوانتومی را تشکیل داد. ویلر توضیح داد که چگونه یک میدان الکترومغناطیس بسیار قوی، فضا-زمان را تا حدی منحرف میکند که به سمت خود منحنی، برمیگردد و یک چنبره یا تروس(مانند حلقهای از فوتون)تشکیل میدهد و در ابعاد کوانتومی، یک سیاهچاله ی کوچک را تشکیل میدهد.
چنین جسمی از یک ذره، قابل تشخیص نیست: جسمی که ویلر، آن را موجودات الکترومغناطیسی گرانشی یا gravitational electromagnetic entity (Geon)می نامد.
اینها جرم و بار خواهند داشت، ولی جرم و بار- قبل از آنکه ریزسیاهچاله، تشکیل شود- ویژگی های ذاتی میدان نبوده است، ولی به جای آن، به یک پیامد تاثیر گذار از هندسه ی فضا-زمان تبدیل شده اند.
مشابه پل ایشتین-روزن، ویلر این Geonها را به عنوان جفتهایی از ذرات- که توسط یک پل فضا-زمان یا کرمچاله متصل شدهاند- توصیف کرد: اکنون کرمچاله ی ویلر تشکیل میشود.
اخیراً، در یک مطالعه- که هندسه ی درهم تنیدگی را بررسی میکند (ERb = EPR)- محاسبات، تشکیل یک جفت ذره ی کرمچاله ی ویلر را از طریق اثر هولوگرافیک شووینگر holographic Schwinger effect پیشبینی کرده است .
دکتر سید سلمان فاطمی . نورولوژیست, [۰۸/۰۹/۲۰۲۲ ۰۳:۵۱ ب.ظ]
اگرچه بیشتر فیزیکدان های مشغول روی رژیم های متحدسازی، از ژئومترودینامیک کوانتومی به نفع نظریه های ریسمان ها روی گرداندند کار بر روی این ایده ادامه یافت. در سال 1968، براندون کارتر نشان داد یک سیاهچاله با جرم، بار و تکانه ی زاویه ای یکسان با یک الکترون، با گشتاور مغناطیسی مشاهده شده ی الکترون مطابقت دارد.
این یک یافته ی مهم است، زیرا محاسباتی- که نسبیت عام را در بر نمی گیرد و الکترون را به عنوان یک کره ی کوچک در حال چرخش بار، در نظر می گیرد- یک گشتاور مغناطیسی به دست می دهد که تقریباً یک ضریب فاصله ی2 دارد.
در سال 2008، مطالعهای- که «سناریویی را برای گرانش قوی در فیزیک ذرات» بررسی میکرد- نشان داد سیاهچالههای در حال تبخیر آنرو-هاوکینگ تحت نوعی انتقال فاز، قرار میگیرند و منجر به ایجاد اجرام کوانتیزه شده با عمر طولانی در اندازههای منطقی میشود و از جمله ی آنها، ذرات در عرصه ی کوانتومی است و یک بار دیگر، منجر به این گمانهزنی شد که شاید همه چیز از سیاهچالههای کوچک، ساخته شده باشد.
در سال 2012، نسیم هرمین کشف کرد (ادامه کار قبلی) که نیروی محدود کننده ی یک هادرون و یک هسته می تواند دقیقاً از نیروی گرانشی یک پروتون شوارتزشیلد (سیاهچاله ای با همان قطر پروتون) توصیف شود بدون آنکه نیازی به اضافه کردن یک نیروی مصنوعی قوی باشد. اگرچه این محاسبات نشان میدهد میکروسیاهچالهها ویژگیهای مشاهدهشده ی ذرات بنیادی را خلاصه میکنند و در واقع میتوانند تولید ویژگیهای ذاتی مانند جرم، بار و اسپین را از اصول اولیه، توصیف کنند، ایده ی میکروسیاهچالهها باعث انتقاد شدیدی شده است.
در مقاله ای در سال 1992، کریستوف هولزی و فرانک ویلچک بررسی کردند چگونه می توان سیاهچاله های خاصی را منطقا اینگونه توصیف کرد که به عنوان ذرات بنیادی عادی، عمل می کنند:
آیا تمایز اساسی بین سیاهچاله ها و ذرات بنیادی وجود دارد؟ استفاده از مفاهیمی مانند آنتروپی، دما و پاسخ اتلافی، در توصیف فعل و انفعالات سیاهچاله باعث می شود این اجرام بسیار متفاوت از ذرات بنیادی به نظر برسند. این به ایجاد برخی سوء ظن کمک کرده است که توصیف حفره ها ممکن است مستلزم دور شدن از اصول بنیادی مکانیک کوانتومی باشد.
اما، نگرش محافظه کارانه تر منتفی نیست. در بیشتر این مقاله، ما با برخی جزییات، طبقه خاصی از محلول های سیاهچاله ها(سیاهچاله های بسیار گشاد و وسیع شونده) را تحلیل خواهیم کرد. و ما استدلال خواهیم کرد که برخی از آنها به نظر می رسد در واقع مانند ذرات بنیادی رفتار می کنند. -سیاهچاله ها به عنوان ذرات بنیادین
اگرچه بحث ما در اینجا به هیچ وجه، همه ی منابع و اطلاعاتی را در بر نمی گیرد که می توان در این موضوع ارائه کرد، اما باید یک نمای کلی از کار انجام شده در بررسی ریز سیاهچاله ها به عنوان ذرات بنیادی، ارائه دهد.
https://es.resonancescience.org/blog/los-agujeros-negros-como-particulas-elementales-revisando-investigacion-pionera-sobre-como-las-particulas-pueden-ser-microagujeros-negros?fbclid=IwAR22DQIP4R-vGj5CdyfDgJOpd0ofYD52IY-s4gbCcT6MYO4wb7vxjla1q4c
اطلاعات بیشتر در: https://arxiv.org/pdf/hep-th/9202014.pdf
آدرس مطب : اصفهان ، خیابان آمادگاه ، روبروی داروخانه سپاهان ، مجتمع اطبا ، طبقه اول
تلفن : 32223328 - 031