شهریار نیوز:
به گزارش خبرگزاری ایمنا، سیاه‌چاله‌ها مدت‌هاست به‌عنوان نقاط پایانی در کیهان شناخته می‌شدند؛ جایی که جاذبه به‌قدری قوی است که حتی نور هم نمی‌تواند از آن فرار کند. نظریه نسبیت عام انیشتین بر این باور استوار بود که هر چیزی که وارد سیاه‌چاله شود، به سمت مرکز آن کشیده و در نهایت فشرده می‌شود؛ نقطه‌ای که قوانین فیزیک به کار نمی‌آیند، اما پژوهش جدید دانشگاه شفیلد، دیدگاه ما را نسبت به این پدیده اساسی در کیهان دگرگون می‌کند.
این پژوهش که در تاریخ دوازدهم مارس ۲۰۲۵ منتشر شده و در مجله Physical Review Letters به چاپ رسیده است، بر این نکته تأکید دارد که تکینگی درون سیاه‌چاله، ممکن است پایان راه نباشد. به جای آن، این نقطه می‌تواند دروازه‌ای به یک فاز جدید از کیهان باشد: سفیدچاله. سفیدچاله‌ها نواحی نظری در کیهان هستند که برخلاف سیاه‌چاله‌ها، ماده و انرژی را به بیرون می‌ریزند و حتی ممکن است زمان را نیز معکوس کنند.
تحول در دیدگاه نسبت به سیاه‌چاله‌ها
درک ما از سیاه‌چاله‌ها به مدت چند دهه بر اساس نظریه نسبیت عام شکل گرفته است. طبق این نظریه، هر چیزی که وارد سیاه‌چاله شود، از آن به سوی تکینگی کشیده می‌شود؛ جایی که قوانین فیزیک متوقف می‌شوند، اما پژوهش جدید از دانشگاه شفیلد که توسط استفن گیلن و همکارانش ارائه شده است پیشنهاد می‌کند که قوانین کوانتومی می‌توانند نقطه پایان را به نقطه شروعی نو تبدیل کنند.
طبق این مدل نظری، به جای اینکه تکینگی به‌عنوان نقطه‌ای از نابودی مطلق تلقی شود، نواحی پر از نوسانات کوانتومی درون سیاه‌چاله ممکن است به تدریج تغییر کنند و موجب ایجاد سفیدچاله شوند. در سفیدچاله، برخلاف سیاه‌چاله که ماده را جذب می‌کند، ماده، انرژی و حتی زمان به بیرون پرتاب می‌شوند؛ این پدیده می‌تواند چرایی حفظ اطلاعات و حتی معکوس شدن روند زمان را توضیح دهد.
یکی از جنبه‌های جالب توجه این پژوهش، نقش انرژی تاریک در تعریف زمان است. انرژی تاریک نیرویی نظری است که به اعتقاد دانشمندان موجب انبساط شتابدار کیهان می‌شود. پژوهشگران دانشگاه شفیلد معتقدند که ممکن است انرژی تاریک همان معیاری باشد که زمان را اندازه‌گیری می‌کند. به عبارت دیگر، در دنیای کوانتومی، زمان به جای اینکه نسبی باشد، از انرژی تاریک مشتق می‌شود، گیلن توضیح داد: ما پیشنهاد می‌کنیم که زمان توسط انرژی تاریک که در سراسر کیهان حضور دارد، اندازه‌گیری می‌شود. این ایده کلیدی به ما این امکان را می‌دهد که پدیده‌های درونی سیاه‌چاله را بهتر درک کنیم.
این دیدگاه نوین می‌تواند افق‌های جدیدی را برای درک پدیده‌های کوانتومی و همبستگی میان جاذبه و مکانیک کوانتومی بگشاید. به عبارت دیگر، اگر نظریه درست باشد، نه‌تنها مفهوم سیاه‌چاله به‌عنوان پایان‌دهنده ماده تغییر می‌کند، بلکه می‌تواند به‌عنوان دروازه‌ای به فاز جدیدی از کیهان عمل کند که در آن ماده و زمان دوباره متولد می‌شوند.
برای بررسی این ایده، پژوهشگران از یک مدل نظری ساده به نام «سیاه‌چاله صفحه‌ای» استفاده کردند. برخلاف سیاه‌چاله‌های معمولی که شکل کروی دارند، در این مدل مرز سیاه‌چاله به صورت سطحی دوبعدی در نظر گرفته شده است، اگرچه این مدل یک تقریب است، اما به پژوهشگران این امکان را می‌دهد تا به بررسی ویژگی‌های کوانتومی سیاه‌چاله بپردازند.
محاسبات انجام‌شده نشان می‌دهد که به جای فروپاشی کامل به یک تکینگی، نوسانات کوانتومی می‌توانند به اندازه‌ای افزایش یابند که موجب تغییر فاز شوند، یعنی از یک سیاه‌چاله به یک سفیدچاله تبدیل شوند. این تغییر فاز می‌تواند به معنای بازگرداندن ماده، انرژی و حتی زمان به کیهان باشد.
پیامدهای نظری و علمی
این نظریه علاوه‌بر تغییر درک ما از سیاه‌چاله‌ها، می‌تواند راهگشای حل معمای «پارادوکس اطلاعات» باشد؛ معمایی که سال‌هاست در جامعه فیزیک مطرح است. طبق نظریه نسبیت عام، اطلاعاتی که وارد سیاه‌چاله می‌شوند باید از بین بروند، اما این موضوع با اصول مکانیک کوانتومی که حفظ اطلاعات را فرض می‌کند، در تناقض است. اگر سیاه‌چاله‌ها به سفیدچاله‌ها تبدیل شوند و اطلاعات را آزاد کنند، می‌توانند به حل این معما کمک کنند، همچنین این نظریه پتانسیل ایجاد یک پل تئوریکی میان جاذبه و مکانیک کوانتومی را دارد. یکی از چالش‌های اصلی فیزیک امروزی، یافتن یک چارچوب واحد برای توضیح نیروهای بنیادی طبیعت است. یافته‌های جدید دانشگاه شفیلد ممکن است مسیر نوینی را برای ادغام نظریه نسبیت عام و نظریه کوانتومی بگشاید.
کاربرد مدل‌های نوین در سایر پدیده‌های کیهانی
پژوهشگران دانشگاه شفیلد بیان می‌کنند که مدل پیشنهادی آن‌ها، که بر پایه اصول کوانتومی است، می‌تواند در مطالعه سایر پدیده‌های کیهانی نیز کاربرد داشته باشد. به‌عنوان نمونه، آن‌ها مدل خود را روی داده‌های ژنتیکی از گونه‌هایی همچون خفاش‌ها، دلفین‌ها، شامپانزه‌ها و گوریلاها نیز اعمال کرده‌اند و شواهدی از ساختارهای جمعیتی پنهان به دست آمده است.
این مدل نوین به دانشمندان این امکان را می‌دهد که با استفاده از روش‌های محاسباتی پیشرفته، فرایندهای تغییر فاز در کیهان را مورد بررسی قرار دهند و افق‌های جدیدی در فهم ساختار و تکامل کیهان بگشایند.
تیم پژوهشی دانشگاه شفیلد در نظر دارد تا مدل خود را بهبود بخشد تا بتواند تبادلات تدریجی انرژی و زمان بین سیاه‌چاله‌ها و سفیدچاله‌ها را نیز شناسایی کند، همچنین پژوهشگران قصد دارند تا ارتباط میان یافته‌های تئوریکی خود و شواهد مشاهده‌ای از سیاه‌چاله‌ها را مورد بررسی قرار دهند. یکی از سوال‌های اساسی باقی‌مانده این است که آیا اطلاعاتی که از سیاه‌چاله‌ها آزاد می‌شوند، می‌تواند کلید حل معمای اطلاعات از دست رفته باشد؟
گیلن در پایان اظهار داشت: تحقیقات ما نشان می‌دهد که به جای پایان یافتن، هسته‌های سیاه‌چاله ممکن است دروازه‌ای به آغازی نو تبدیل شوند؛ جایی که ماده، انرژی و حتی زمان دوباره به کیهان بازگردانده می‌شوند.
به گزارش ایمنا، این پژوهش انقلابی دانشگاه شفیلد نه‌تنها دیدگاه سنتی ما از سیاه‌چاله‌ها را به چالش می‌کشد، بلکه چارچوبی نو برای درک روابط پیچیده میان جاذبه، مکانیک کوانتومی و انرژی تاریک ارائه می‌دهد. یافته‌های جدید به ما یادآوری می‌کند که هر پایانی ممکن است آغازی تازه باشد و کیهان همواره در حال بازتولید و تحول است.
با توجه به مدل نظری و محاسبات دقیق، احتمال وجود سفیدچاله‌ها به‌عنوان نتیجه نهایی فرایند فروپاشی سیاه‌چاله‌ها مطرح شده است. این نظریه می‌تواند افق‌های جدیدی برای پژوهش‌های فیزیکی و آسمان‌شناسی بگشاید و به حل بعضی از معماهای اساسی همچون حفظ اطلاعات در درون سیاه‌چاله‌ها منجر شود، این مطالعه نویدبخش تغییر پارادایم در درک ما از جهان است؛ پژوهشی که با به‌کارگیری اصول کوانتومی و نظریه‌های نوین، امکان بازنگری در مفاهیم بنیادین زمان و مکان را فراهم آورده است. پژوهشگران دانشگاه شفیلد امیدوارند که با ادامه تحقیقات و بهبود مدل‌های محاسباتی، بتوانند رمز و رازهای بیشتری از تکامل کیهان و ارتباط میان انرژی تاریک و زمان را فاش کنند.
ثبت دیدگاه