آیا سیاهچالهها میتوانند تونلهایی به نقاط دیگر فضا-زمان باشند؟ آیا آنها همان کرمچالههای معروف داستانهای علمی-تخیلی هستند که دو بخش از جهان را به هم متصل میکنند؟
به گزارش تکناک، یک تحقیق جدید میگوید که سیاهچالهها مثل تونلهای فضایی (کرمچاله) نیستند که در فیلمهای علمی-تخیلی دیدهایم، بلکه از دید نظریه ریسمان، آنها پر از رشتههای درهمتنیدهای هستند که باعث میشود اطلاعات نابود نشود و در دل سیاهچاله حفظ گردد.
سیاهچالهها اجرامی پیچیده هستند که بارها قوانین فیزیک ما را شکستهاند و مطالعه آنها محدودیتهای دانش کنونی بشر را آشکار کرده است. یکی از مشکلات اساسی، «پارادوکس اطلاعات» است. طبق قوانین ساده فیزیک، ماده نمیتواند از سیاهچاله فرار کند، بنابراین زمانی که چیزی وارد آن میشود، اطلاعات آن برای همیشه از دست میرود.
اما این مسئله در فیزیک پذیرفتنی نیست. استیون هاوکینگ فقید یکی از کسانی بود که به طور جدی روی این پارادوکس کار کرد. پژوهشهای او و دیگران نشان داد که سیاهچالهها بهتدریج تبخیر میشوند و به نوعی اطلاعات را حفظ میکنند. درک دقیق این فرایند میتواند کلیدی برای یکیکردن مکانیک کوانتوم و نظریه گرانش باشد.
یکی از رویکردها برای حل این معما، نظریه ریسمان است. نظریهای که میگوید اجزای بنیادی جهان «ریسمانهای مرتعش» هستند. هنوز مدرکی قطعی برای درستی این نظریه وجود ندارد، اما توانایی آن در ارائه راهحل برای پرسشهای باز فیزیک باعث شده است که بسیاری به آن علاقهمند شوند.
در چارچوب نظریه ریسمان، چندین پیشنهاد برای حل پارادوکس اطلاعات مطرح شده است. یکی از آنها همان ایده قدیمی و محبوب «کرمچاله» است؛ مسیری فرضی که دو نقطه متفاوت از فضا-زمان را به هم متصل میکند. با وجود این، تاکنون هیچ شاهدی برای وجود آن پیدا نشده است.
اما نظریه دیگری وجود دارد: «سیاهچاله به عنوان توپ fuzzball». بر اساس این دیدگاه، سیاهچالهها اجرامی پر از ساختارهای ریسمانی درهمتنیده هستند که انرژی و اطلاعات را تابش میکنند. در این نگاه، سیاهچالهها دیگر جرم خود را تنها در یک تکینگی مرکزی متمرکز نمیکنند، بلکه ساختاری پیچیده و گسترده از ریسمانها دارند.
پروفسور سمیر ماتور از دانشگاه اوهایو، که حدود ۱۸ سال پیش ایده fuzzball را مطرح کرد، توضیح داد:
«آنچه از نظریه ریسمان فهمیدیم این است که تمام جرم سیاهچاله به مرکز مکیده نمیشود. سیاهچاله تلاش میکند مواد را فشرده کند، اما ذرات کشیده و به ریسمانهایی تبدیل میشوند که گسترش مییابند و کل سیاهچاله را پر میکنند.»
ماتور و همکاران او در مقالهای که در مجله Turkish Journal of Physics منتشر شد، فرضیه fuzzball و کرمچاله را به محک آزمون گذاشتند. نتیجه نشان داد که رویکرد کرمچاله از نظر فیزیکی سازگار نیست.
او در این باره گفت: «اگرچه این مطالعه جالب است، اما بحث درباره درستی نظریه ریسمان همچنان ادامه دارد. شاید سیاهچالهها از آنچه در داستانهای علمی-تخیلی به عنوان تونلهایی به نقاط دیگر فضا-زمان دیدهایم، یا از آنچه در نظریه fuzzball مطرح شده است، عجیبتر باشند. یا شاید نباشند.»
این پژوهش در Turkish Journal of Physics منتشر شده است.
