استیون هاوکینگ: سیاهچاله وجود ندارد!

[kahrupay]

استیون هاوکینگ، فیزیکدان نظری انگلیسی در مقاله‌ای که بطور آنلاین منتشر کرده، اینچنین گفته که بجای سیاه‌چاله در حقیقت «خاکستری‌چاله» وجود دارد. این ادعا بر پایه ی مقاله ی تازه ی هاوکینگ است که در آن مدعی شده در سیاهچاله “افق رویداد” وجود ندارد.

پرفسور هاوکینگ افق رویداد را یک مرز به شدت آشفته می داند که اجازه ی نشت اطلاعات از درون سیاهچاله را به بیرون می دهد.

به گزارش همشهری آنلاین از پایگاه نیچر، با این‌همه زمانی که این انکار از سوی فیزیکدانی به شهرت استیون هاوکینگ باشد، ارزش توجه‌کردن پیدا خواهد کرد. این فیزیکدان که خود یکی از پایه‌گذاران نظریه مدرن سیاه‌چاله‌ها است، در مقاله‌ای نظریه افق رویداد، مرز نامرئی که سیاه‌چاله‌ها را در بر گرفته را رد کرده است.

افق رویداد نقطه ای بی بازگشت پیرامون یک سیاهچاله است، جایی که هر چه از آن بگذرد، دیگر راه بازگشتی نخواهد داشت. در نظریه ی نسبیت عام اینشتین، افق رویداد جاییست که فضا و زمان آن چنان توسط گرانش تابیده و پیچیده می شوند که هیچ چیز را یارای گریز از آن نخواهد بود. اگر پای از افق رویداد به آن سو بگذاریم، دیگر تنها می توانیم راهمان را رو به درون پی بگیریم، نه به بیرون. مشکل افق رویداد یکسویه این است که به تناقضی به نام پارادوکس اطلاعات می انجامد.

هاوکینگ در نظریه جدید خود بجای افق رویداد، افق آشکار را جایگزین کرده است، پدیده‌ای که به صورت موقتی ماده و انرژی را در خود نگه داشته و آنها را به تدریج و در نهایت آشفتگی آزاد می‌کند. هاوکینگ می‌گوید در نظریه کلاسیک هیچ راه فراری از چنگال سیاه‌چاله‌ها متصور نیست، با این‌حال نظریه کوانتوم به انرژی و اطلاعات مجال فرار از چنگال سیاه‌چاله را می‌دهد. به گفته وی تشریح کامل این فرایند نیازمند نظریه‌ای خواهد بود که در آن گرانش و دیگر نیروهای بنیادین طبیعت با یکدیگر تلفیق شده‌باشند. اما این هدفی است که بیش از یک قرن فیزیکدانان را فریب داده‌است و پاسخ حقیقی آن هنوز یک معما باقی مانده‌است. این مقاله با عنوان “بقای اطلاعات و پیش‌بینی آب‌و‌هوا در سیاه‌چاله‌ها” در سرور arXiv منتشر شده‌ و بر اساس سخنرانی وی در نشست موسسه کویل در کالیفرنیا نوشته شده‌است.

سیاه‌چاله

مقاله جدید هاوکینگ تلاشی جدید برای حل معمایی مشهور به پارادوکس اطلاعات سیاه‌چاله است، معمایی که پس از کشفش توسط فیزیکدانی به نام جوزف پولشینسکی، بیش از دو سال است فیزیکدانان را دچار سردرگمی کرده‌است. براساس این معما در یک آزمایش فرضی فیزیکدانان این پرسش را مطرح کردند که بر سر فضانورد بد‌شانسی که به درون یک سیاه‌چاله سقوط کند چه خواهد آمد؟

افق رویداد نتیجه ساده ریاضیاتی نظریه نسبیت عام اینشتین است. فیزیکدانان براساس این پدیده سرنوشت فضانورد را اینگونه متصور شدند: فضانورد از میان افق رویداد خواهد گذشت بدون اینکه از سرنوشت شومش آگاه باشد و در نهایت مانند یک رشته اسپاگتی در طول مسیر کشیده خواهد شد و به تدریج در میان هسته فرضی و متراکم سیاه‌چاله تجزیه خواهد شد. اما فیزیکدانان با بررسی دقیق‌تر این وضعیت به این نتیجه رسیدند که مکانیک کوانتوم که ذرات را در مقیاس‌های بسیار کوچک تحت سلطه خود دارد، موقعیت را به کلی تغییر می‌دهد. به گفته فیزیکدانان براساس نظریه کوانتوم افق رویداد باید به منطقه‌ای پرانرژی یا دیوار آتشینی تبدیل شود که فضانورد را در بدو ورود خواهد سوزاند.

این رویکرد جدید باوجود اینکه از قوانین کوانتوم پیروی می‌کند اما قانون نسبیت عام را به سخره می‌گیرد. براساس آن نظریه فردی که سقوط می‌کند باید قوانین فیزیک را مانند دیگر نقاط جهان در خود حفظ کند، حال چه محل سقوط یک سیاه‌چاله باشد چه فضای میان‌کهکشانی. براساس نظریه نسبیت عام افق رویداد باید منطقه‌ای عادی و معمولی باشد.

استیون هاوکینگ در این مقاله با عنوان «بقای اطلاعات و پیش‌بینی آب‌وهوا در سیاه‌چاله‌ها» افزود بجای افق رویداد، «افق آشکار» می‌تواند وجود داشته باشد؛ به این معنی که نور به لحاظ فنی می‌تواند از کشش عمیق گرانشی یک سیاه‌چاله فرار کند. به عبارت ساده‌تر، یک افق آشکار تنها به طور موقت نور را نگه داشته و در نهایت آن را در فضا آزاد می‌کند.

فراتر از افق

اکنون هاوکینگ گزینه سومی را روی میز گذاشته است. مکانیک کوانتوم و نسبیت عام دست‌نخورده باقی می‌مانند اما در عوض به سادگی می‌توان سیاه‌چاله‌ها را بدون افق رویداد در نظر گرفت. نکته کلیدی ادعای وی این است که اثر کوانتومی اطراف سیاه‌چاله به اندازه‌ای فضا-زمان را دچار نوسان می‌کنند که مجالی برای وجود مرزی مشخص وجود نخواهد داشت.

در عوض هاوکینگ افق آشکار، سطحی که در آن پرتوهای نوری که در تلاشند از هسته سیاه‌چاله فاصله بگیرند در آن معلق می‌شوند، را مطرح کرده‌است. در نسبیت عام برای داشتن سیاه‌چاله‌ای بدون تغییر این دو افق شبیه به یکدیگر خواهند‌بود زیرا نوری که تلاش دارد از جاذبه سیاه‌چاله بگریزد تنها می‌تواند خود را تا مرز افق رویداد برساند و در آنجا باقی خواهد ماند، درست مانند دویدن روی تردمیل. با این‌همه این دو افق در اصل از یکدیگر مجزا می‌شوند زیرا درصورتی که سیاه‌چاله ماده بیشتری را فروببلعد، افق رویداد متورم شده و از افق آشکار بزرگتر خواهد شد. در حقیقت نظریه جدید هاوکینگ می‌گوید مرز حقیقی که سیاه‌چاله‌ها را در برگرفته افق آشکار است نه افق رویداد و نبود افق رویداد به این معنی است که سیاه‌چاله‌ای به مفهوم ساختارهایی که نور هرگز توان فرار از آنها را ندارد، وجود نخواهد داشت.

درصورتی که نظریه هاوکینگ درست باشد، در هسته سیاه‌چاله هیچ تکینگی وجود نخواهد داشت و در عوض ماده به صورت موقتی در پس افق آشکار نگه‌ داشته‌شده و به تدریج به سوی سیاه‌چاله خواهد رفت اما هرگز در میان هسته سیاه‌چاله خرد نخواهد شد. اطلاعات درباره این ماده هرگز از بین نخواهد رفت بلکه به شدت آشفته خواهد شد و زمانی که در قالب تشعشعات هاوکینگ بازتابیده می‌شود،‌شکلی کاملا متفاوت داشته و هیچ شباهتی به ماده‌ای که توسط سیاه‌چاله بلعیده شده نخواهد داشت. درست مانند اینکه بخواهید کتابی که سوخته و خاکسترشده را از روی خاکسترهایش بازسازی کنید.

bigbangpage.com