سفیدچاله ها امکان سفر در زمان را باز می کنند

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

امکان وجود سفیدچاله ها برای اولین بار توسط اخترفیزیکدان نظری ایگور نوویکوف در سال 1964 مطرح شد.

سفیدچاله ناحیه ای فرضی در فضازمان است که به عنوان بخشی از حل معادلات میدان انیشتین پیش بینی می شود.

اما بیایید با سیاهچاله ها شروع کنیم زیرا توضیح آنها آسان تر است. سیاهچاله ها زمانی تشکیل می شوند که مرکز یک ستاره بزرگ در حال مرگ به خودش برخورد کند. کل جرم به یک حجم بی نهایت کوچک فشرده می شود. جاذبه گرانشی آنها به قدری زیاد می شود که حتی نور نیز نمی تواند از آن فرار کند.

سفیدچاله ها دقیقاً برعکس سیاهچاله ها هستند: اگرچه هیچ چیز نمی تواند از افق رویداد سیاهچاله فرار کند، اما هیچ چیز نمی تواند وارد افق رویداد یک سفیدچاله شود. به زبان ساده، سفیدچاله همه چیز را بیرون می ریزد و چیزی وارد نمی شود.

مفهوم سفیدچاله بسیار پیچیده است. از این رو سعی کرده ایم در بخش های کوچک به توضیح آن بپردازیم. در پایان این مقاله، چیزهای بیشتری در مورد این پدیده جذاب یاد خواهید گرفت.

آیا سفیدچاله ها وجود دارند؟

سفیدچاله فقط یک مفهوم نظری ریاضی است و در کیهان مشاهده نشده است. بیشتر بحث ها در مورد سفیدچاله ها حول کلمات فرضی، غیر عملی و غیر واقعی می چرخد.

آنها یک راه حل بالقوه برای قوانین نسبیت عام هستند، که به این معنی است که اگر سیاهچاله های ابدی وجود داشته باشند، سفیدچاله ها نیز باید در جهان وجود داشته باشند.

انتظار می رود که آنها ویژگی هایی مانند جرم، بار، تکانه زاویه ای داشته باشند، اما هر چیزی که به یک سفیدچاله نزدیک شود (حتی با سرعت نور) هرگز به آن نمی رسد. در تئوری، انرژی کافی در جهان ما وجود ندارد که شما را به درون بکشد.

آنها قانون دوم ترمودینامیک را نقض می کنند

یکی از دلایل اصلی غیر واقعی بودن سفیدچاله ها کاهش آنتروپی است که برخلاف قانون ترمودینامیک است.

قانون دوم ترمودینامیک می گوید که آنتروپی کل جهان دائما در حال افزایش است، بنابراین تغییر آنتروپی همیشه مثبت است. به همین دلیل است که سفیدچاله‌ها با مدل کنونی ما از جهان مطابقت ندارند.

شواهدی برای سفیدچاله ها

در حالی که شواهد و اطلاعات مربوط به سفیدچاله ها نامشخص است، یک انفجار پرتو گاما به نام GRB 060614 که توسط رصدخانه سویفت نیل گرل در سال 2006 کشف شد، اولین رویداد ثبت شده برای یک سفیدچاله در نظر گرفته می شود.

بر خلاف GRB های معمولی که فقط چند ثانیه دوام می آورند، انفجار هیبریدی GRB 060614 به مدت قابل توجه 102 ثانیه دوام آورد، اما با یک ابرنواختر مرتبط نبود. این امر اجماع علمی قبلی را در مورد سیاهچاله ها و انواع دیگر اجرام آسمانی که می توانند انفجارهای پرتو گاما ساطع کنند، زیر سوال برد.

سفیدچاله ها می توانند ماده تاریک را بسازند

در سال 2018، دانشمندان پیشنهاد کردند که سفیدچاله‌هایی با قطر میکروسکوپی می‌توانند ماده تاریک را بسازند. چنین سفیدچاله های کوچکی هیچ تشعشعی از خود ساطع نمی کنند و از آنجایی که کوتاهتر از طول موج نور هستند، نامرئی خواهند بود.

ماده تاریک حدود 27 درصد از جهان ما را تشکیل می دهد و چگالی محلی آن حدود 1 درصد از جرم خورشید در هر پارسک مکعب است. برای توضیح این چگالی با سفیدچاله‌ها، تیم تخمین زد که به ازای هر 10000 کیلومتر مکعب یک سفیدچاله میکروسکوپی (حدود یک میلیونم گرم و بسیار کوچکتر از یک پروتون) لازم است.

سفیدچاله ها حتی ممکن است قبل از انفجار بزرگ باشند

نظریه جالب دیگری که توسط محققان ارائه شد این است که سفیدچاله ها می توانند انفجار بزرگ را توضیح دهند، زیرا این مورد دیگری است که در آن مقدار زیادی ماده و انرژی به طور خود به خود ظاهر می شود.

در واقع، استدلال می شد که انفجار بزرگ نتیجه یک انفجار سفیدچاله بود که ظاهراً تمام مواد و اطلاعات جذب شده توسط سیاهچاله را به بیرون پرتاب کرد.

بدیهی است که نمی دانیم این نظریه درست است یا نه، اما باز هم خنده دار است که فکر کنیم زندگی از یک سفیدچاله به وجود آمده است.

سفیدچاله و سیاهچاله از طریق یک کرم چاله به هم متصل می شوند

یکی از دلایل اصلی مطالعه وجود سفیدچاله ها این است که آنها می توانند یک معما را حل کنند: آنچه در مرکز یک سیاهچاله اتفاق می افتد. چه اتفاقی برای همه اطلاعاتی که در آن مکیده می شود می افتد؟

چندین نظریه نشان می دهد که یک سفیدچاله در انتهای دیگر سیاهچاله وجود دارد. تمام مواد و اطلاعات جذب شده توسط سیاهچاله توسط سفیدچاله به جهان دیگری پرتاب می شود.

"ورود" یک سیاهچاله و "خروج" یک سفیدچاله ممکن است با دو جهان کاملاً متفاوت مرتبط باشد. و آنچه که این ارتباط را ممکن می کند کرم چاله نامیده می شود: می توان آن را به عنوان تونلی با دو سر در نظر گرفت که هر کدام در مکان متفاوتی در فضازمان قرار دارند.

نظریه نسبیت عام دارای معادلات واقعی است که از کرم چاله تشکیل شده است، اما هنوز در جهان مشاهده نشده است. یک کرم چاله می تواند فواصل کوتاه (چند متر)، فواصل بسیار طولانی (میلیون ها سال نوری) یا جهان های مختلف را به هم متصل کند.

در سال 1935، دانشمندان با استفاده از نظریه نسبیت عام اینشتین، یک کرم چاله نوع 1 به نام کرم چاله شوارتزشیلد را کشف کردند. کل متریک شوارتزشیلد شامل یک سفیدچاله، یک سیاهچاله و دو جهان مجزا است که در افق رویدادشان از طریق یک کرم چاله به هم متصل شده اند.

راه حل شوارتزشیلد دارای دو معادله واقعی است - جذر مثبت و منفی. دومی توضیح می دهد که سیاهچاله در زمان به عقب در حال حرکت است که آن نیز یک سفیدچاله است.

سفیدچاله ها امکان سفر در زمان را باز می کنند

در شرایط خاصی، یک کرم چاله می تواند به جای دو نقطه در فضا، دو نقطه در زمان را به هم متصل کند. بنابراین، یک جسم بلعیده شده توسط یک سیاهچاله می تواند از کرم چاله عبور کند و به عنوان یک سفیدچاله در منطقه دیگری از زمان [یا فضا] فوران کند.

با این حال، این مفهوم دارای معایب متعددی است. به عنوان مثال، جسمی که در سیاهچاله سقوط می کند، نمی تواند کشش گرانشی عظیم خود را تحمل کند. و از آنجایی که کرم چاله فوق العاده ناپایدار است، فوراً روی خود فرو می ریزد.

با این حال، برخی از فیزیکدانان نشان داده اند که یک کرم چاله (در صورت وجود) می تواند امکان سفر در فضا و زمان را فراهم کند. پروفسور کیپ تورن از موسسه فناوری کالیفرنیا، که برنده جایزه نوبل نیز هست، پیشنهاد کرد که این سه پدیده (سیاهچاله، کرمچاله و سفیدچاله) می توانند به انسان اجازه دهند در زمان (هزاران سال) به جلو و عقب سفر کنند.

صادقانه بگویم، صدها نظریه در مورد سفیدچاله ها وجود دارد، اما دانشمندان شواهد قانع کننده ای برای اثبات وجود آنها پیدا نکرده اند. شاید حتی جایی برای آنها در جهان عظیم اسرارآمیز ما وجود داشته باشد.