ایران اکازیون:سیاهچاله‌ها یکی از خشن‌ترین اجرام کیهان‌اند، اما آیا می‌توانند موجب تولد جهان‌های دیگر شوند؟ گروهی از دانشمندان معتقدند سیاهچاله‌ها نه تنها ممکن است فضا و زمان را در یک تکینگیِ به شدت متراکم خمیده کنند، بلکه ممکن است «یک پل بین داخل یک سیاهچاله و تولد یک جهان دیگر» باشند.
وصل کردن تکینگی یک سیاهچاله به بیگ بنگ
معادلات میدان خلاء اینشتین برای گرانش، ما را به «تکینگی» می‌رساند جایی که تار و پود فضا-زمان خمیده می‌شود. و در سیاهچاله‌ها، این انحنا خیلی گسترده‌تر از چیزی است که در میدان‌های گرانشی معمولی در اطراف ستاره‌ها و سیارات انتظار داریم. اینجا جایی است که قوانین فیزیک کلاسیک (از دوران آیزاک نیوتن) شکسته می‌شود.
دانشمندان امیدوارند در آینده بتوانند “فیزیک کوانتوم” را با «نظریۀ گرانش اینشتین» ادغام کنند. اما تلاش برای یکپارچه‌سازی این نظریات باید بتواند تکینگی‌هایی مثل سیاهچاله و بیگ بنگ را توضیح دهد، این همان کاری است که این پژوهش جدید در حال انجام آن است. محققان این مطالعه گفتند: «یک روش برای حل تکینگی سیاهچاله، افزودن یک غشاء S شکل به معادلات و توصیف نظری فضا، زمان و ماده است. غشاء S شکل، یک شی نسبیتی است که یک بُعد از ابرسطحِ فضا-زمان را اشغال کرده و شرایط انرژی معمول را نقض کرده و در نتیجه تکینگی‌های فضا-زمان را حل می‌کند.»
محققان برای دستیابی به تکینگی “سیاهچاله” و “بیگ بنگ” از معادلات کیهان‌شناسی “راجر پنروس” برای جهان در حال انبساط و نمودار پنروس مربوط به سیاهچاله‌ی شوارتزشیلد، استفاده کردند. با این کار یک توصیف نظری از یک سیاهچاله ایجاد می‌شود که تکینگی آن منجر به شکل‌گیری و تولد یک جهان جدید خواهد شد.
واضح است که این نخستین‌باری نیست که یک دانشمند پیشنهاد داده یک سیاهچاله می‌تواند موجب تولد یک جهان شود، اما بسیاری از این نظریات بر نسبیت عام اینشتین و ادغام دو مدل پنروس از بیگ بنگ و سیاهچاله تکیه دارند که مشکل‌ساز است. در تلاش بر جلوگیری از چنین مشکلی، محققان “نظریه ابرریسمان” را پیشنهاد دادند.
در نظریه ریسمان، به جای ذرات در فضا، ما جهان را به صورت اشیاء منبسط شده مشاهده می‌کنیم: ریسمان‌هایی که در ده بُعد فضا-زمان وجود دارند (ما در سه بُعد زندگی می‌کنیم و بُعد چهارم را تجربه می‌کنیم: زمان). یک شی که در ریاضیات نظریه ریسمان وجود دارد، غشاء نامیده می‌شود که چند بُعدی است. وقتی دانشمندان روش‌های جدیدی برای توصیف غشاءها پیدا کنند، آنها اغلب به پیشرفت‌های جدیدی در “نظریه ریسمان” دست پیدا می‌کنند. در این مطالعه به نوع خاصی از غشاء S شکل اشاره شده که در تکینگی یک سیاهچاله ظاهر می‌شود. این غشاء می‌تواند به عنوان یک گذار بین یک سیاهچاله و تولد یک جهان جدید، عمل کند. این راه‌حل همزمان برای هر دو تکینگیِ “سیاهچاله” و “بیگ بنگ” کاربرد دارد.
مسلماً، ریاضیات درجه بالا‌ی زیادی برای درک پیچیدگی‌های مطالعه‌ی محققان لازم است که باید مجدداً توسط محققان مختلف بررسی گردد. و در حالی که این مطلقاً به این معنا نیست که سیاهچاله‌ها واقعاً دروازه‌هایی به جهان‌های جوان‌ترِ ناشی از تخریب و فروپاشی ستاره‌ها در جهان ما هستند – ما باید تمام نظریات را در نظر بگیریم تا از کیهان درک علمی پیدا کنیم. به عبارت دیگر، ما هنوز نمی‌دانیم که چه اتفاقی درون سیاهچاله در حال وقوع است، اما “نظریه ریسمان” یک چشم‌انداز منحصربفرد از اتفاقی که فراتر از افق رویداد در حال وقوع است به ما می‌دهد. جزئیات بیشتر این پژوهش در وبسایت arxiv.org منتشر شده است.
ترجمه: سحر الله‌وردی/ سایت علمی بیگ بنگ