بر اساس یافته‌های جدید فیزیک‌دانان؛

سیاه چاله‌ها مرموز‌تر از همیشه / اشیاء با گذشت زمان وزن بیشتری پیدا می‌کنند

اگر می‌خواهید به داخل یک سیاه چاله شیرجه بزنید، احتمالا یک نقطه تکینه، چگال و بی نهایت کوچک را در مرکز پیدا می‌کنید.

کد خبر: ۷۹۸۷۰۳

پنجشنبه - ۲۵ مهر ۱۳۹۸ / October 17, 2019

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، اگر می‌خواهید به داخل یک سیاه چاله شیرجه بزنید، احتمالا یک نقطه تکینه، چگال و بی نهایت کوچک را در مرکز پیدا می‌کنید. این همان چیزی است که فیزیکدانان همیشه به آن فکر کرده‌اند.

اما اکنون دانشمندان نشان می‌دهند که برخی سیاه چاله‌ها ممکن است اصلا سیاه چاله نباشند. در عوض، ممکن است آن‌ها اشیاء عجیب و غریب و پر از انرژی تاریک باشند. نیروی اسرار آمیزی که به مرز‌های جهان می‌رود و باعث می‌شود تا آن را با سرعت زیادی گسترش بدهد.

کوین کروکر، اخترفیزیک دانشگاه دانشگاه هاوایی در مونو گفت: «اگر آنچه فکر می‌کردیم سیاه چاله است در واقع اشیاء بدون تکینگی (محلی که کمیت‌های مورد استفاده برای اندازه گیری میدان گرانشی بی نهایت است. این کمیت‌ها همان انحنای فضازمان است) باشد، در این صورت گسترش جهان نتیجه طبیعی نظریه نسبیت عام انشتین است.»

کراکر و یک همکار این ایده را در یک مطالعه جدید توصیف می‌کنند. اگر آن‌ها درست گفته باشند و تکینگی در قلب سیاهچاله با یک انرژی عجیب و غریب که همه چیز را از هم دور می‌کند، جایگزین شود، می‌تواند در درک اشیا> متراکم انقلاب ایجاد کند.

این دو نفر هدفی برای کشف درون سیاهچاله نداشتند. آن‌ها به دنبال معادلات فریدمن بودند که از نظریه نسبیت عام انشتین ساده شده‌اند (نسبیت چگونگی تاثیر ماده و انرژی در خمیدگی فضازمان را توصیف می‌کند). فیزیکدانان از معادلات فریدمن برای توصیف گسترش جهان استفاده می‌کنند به دلیل اینکه ریاضی ساد‌ه‌تر از مفهموم کلی معادله انشتین است. گروه دریافت، برای نوشتن صحیح معادلات فریدمن، مناطق فوق چگال و ایزوله شده فضا، مثل ستاره نوترونی و سیاه چاله، باید همانند روش ریاضی دگر مناطق نوشته شوند. قبلا، کیهان شناسان معتقد بودند که نادیده گرفتن جزئیات داخلی نواحی فوق چگال و ایزوله مثل درون سیاه چاله، منطقی است.

کراکر به گفت: «ما نشان دادیم که فقط یک راه برای درست نوشتن این معادلات وجود دارد. واگر شما این راه را انجام دهید که راه درستی است؛ نتایج جالبی پیدا می‌کنید.»

نتایج جدید حاکی از آن است که تمام انرژی تاریک مورد نیاز برای تسریع در گسترش جهان می‌تواند در سیاه چاله‌های فوق چگال موجود باشد. محققان این موضوع را بعد از تصحیح راه نوشتن معادلات فریدمن، در ریاضی کشف کردند.

ریاضیات حاصل از معادلات فریدمن نشان داد که با گذشت زمان، این اشیاء فوق چگال به دلیل گسترش جهان، وزن بیشتری پیدا می‌کنند. همانطور که نور هنگام سفر در گستره فضا انرژی خود را از دست می‌دهد (پدیده‌ای به نام redshift) با گسترش فضا نیز ماده کاهش می‌یابد. این اثر معمولاً آنقدرکوچک است که دیده نمی‌شود. اما در ماده فوق چگال با فشار‌های بسیار قوی درونی، که به عنوان ماده نسبی شناخته می‌شود، این اثر قابل توجه است. انرژی تاریک بسیار نسبی است و فشار آن بر ماده عادی و نور برعکس عمل می‌کند؛ بنابراین اشیاء ساخته شده از آن با گذشت زمان وزن بیشتری پیدا می‌کنند.

کراکر گفت: «نور نوعی چیز عجیب است. از بسیاری جهات رفتار دور از انتظار دارد. مردم انتظار ندارند که این رفتار بتواند در اشیاء دیگر نیز به نمایش گذاشته شود. اما ما نشان دادیم، می‌توانید آن را در یک شی دیگر مشاهده کنید، " یعنی در GEODEs. "») GEODE اشیاء کلی انرژی سیاه) اولین بار در دهه ۱۹۶۰ به عنوان یک ایده مطرح شد، اما پشتیبانی ریاضیاتی از آن‌ها اخیراً انجام شده است. اما به نظر می‌رسد که این اشیاء عجیب و غریب نیز می‌توانند توضیحی ساده برای ادغام سیاه چاله‌های بزرگ نشان بدهند.

در سال ۲۰۱۶، اعضای مرکز مشاهده گرانشی و تداخل سنج لیزر (LIGO -Virgo) اعلام کردند که اولین مشاهدات مربوط به ادغام سیاه چاله را یافته اند، اما جرم‌های محاسبه شده سیاهچاله‌های فرضی غیر منتظره بود. دانشمندان انتظار داشتند که جرم‌ها خیلی بالا یا پایین باشند.

اما GEODE‌ها برخلاف سیاهچاله‌های سنتی، با گذشت زمان وزن بیشتری پیدا می‌کنند. اگر دو GEODE که در جهان جوانتر شکل گرفته اند، با هم برخورد کنند، بعد از برخورد، بزرگتر از سیاه چاله‌های معمولی می‌شوند. در آن مرحله، جرم‌های GEODE با جرم‌های مشاهده شده توسط LIGO-Virgo مطابقت دارند.