۲۰ اسفند ۱۳۹۸
اسفند ۲۰, ۱۳۹۸

همه چیز درباره سفیدچاله ها

اسفند ۲۰, ۱۳۹۸ ۰ دیدگاه

همه چیز درباره سفیدچاله ها

بسیاری از ما نام سیاهچاله های فضایی را شنیده ایم و شاید کم و بیش اطلاعاتی درباره آن ها داشته باشیم. سیاهچاله ها یکی از پدیده های پیچیده، مرموز و شگفت انگیز طبیعت هستند که درک ماهیت آن ها کار آسانی نیست اما شگفت انگیزتر از آن، پدیده دیگری به نام سفیدچاله است.

سفیدچاله ها به لحاظ نظری درست در مقابل سیاهچاله ها قرار می گیرند و به آن‌ها «امکان غیر ممکن» هم گفته می شود. آن ها اجرامی سماوی هستند که به شیوه ای برعکس سیاهچاله ها از خود انرژی منتشر می کنند. درحالی که شواهد زیادی مبنی بر وجود سیاهچاله ها یافت شده ‌است اما کیهان شناسان، شواهدی که وجود سفیدچاله ها را ثابت کند در دست ندارند.

در واقع سفیدچاله ها، پدیده هایی فرضی هستند که فقط فرضیه هایی درباره آن‌ها وجود دارد. اگر علاقه مند هستید درباره این پدیده شگفت انگیز کیهانی بیشتر بدانید در ادامه با ما همراه شوید.

یک سفیدچاله جایی فرضی در کائنات است که مقدار و چگالی ماده و انرژی در‌ آن بسیار زیاد است. گفته می‌شود سرعت فرار ماده و انرژی در سفیدچاله ها باید بسیار بیشتر از سرعت نور باشد.

تاکنون هیچ سفیدچاله به صورت مستقیم و یا غیرمستقیم مورد مشاهده قرار نگرفته و وجود آنها تنها به طریق روابط پیچیده ریاضی توضیح داده می شود. اما فیزیکدانان بسیاری نیز هستند که در وجود سفیدچاله‌ ها به یقین رسیده اند.

این فیزیکدانان که عموما در شاخه فیزیک کوانتوم حلقوی مطالعات خود را دنبال می کنند، با استفاده از مباحث تئوری به تبیین سفیدچاله ها می ‌پردازند. بر این اساس، تکینگی یک سیاهچاله می ‌تواند تا مینیمم حالت خود به سمت پایین فشرده شود و به صورت یک سفیدچاله در مکان اولیه ظاهر شود.

آشنایی با سفیدچاله ها,تفاوت سیاهچاله ها و سفیدچاله ها
تاکنون هیچ سفیدچاله به صورت مستقیم و یا غیرمستقیم مشاهده نشده است

در تعریف سفیدچاله آمده است که یک منطقه فرضی در فضا-زمان است که امکان ورود چیزی به آن وجود ندارد، اما ماده و نور می توانند از آن خارج شوند.

سفیدچاله ها برعکس سیاه چاله است که ماده و نور می تواند وارد آن شود اما حتی نور نیز امکان گریز ندارد. سفیدچاله در نظریهٔ سیاهچاله های ابدی ظاهر شدند. اگر حل منجر به سیاهچاله در معادلات میدان انیشتین در آینده اتفاق بیفتد حلی نیز برای وجود سفیدچاله در گذشته آن وجود خواهد داشت اگرچه چنین نواحی در سیاهچاله هایی که از طریق رمبش گرانشی وجود آمده‌باشند نمی‌تواند وجود داشته باشد. هنوز هیچ فرایند فیزیکی برای تشکیل سفیدچاله شناخته نشده است.

سفیدچاله ها مانند سیاهچاله ها دارای جرم، بار الکتریکی و تکانه زاویه ای هستند. سفیدچاله مانند هر جرم دیگری ماده را به سوی خود جذب می کند اما اجسامی که به سوی سفید چاله سقوط می کنند در عمل هرگز به افق رویداد آن نمی رسند.

از لحاظ تئوری، اگر شما بتوانید با یک فضاپیما به یک سفیدچاله نزدیک شوید، توسط حجم عظیمی از انرژی خارج شده از آن احاطه خواهید شد و به احتمال قوی فضاپیما شما نابود خواهد شد.

حتی اگر فضاپیما شما بتواند در برابر امواج گاما ایستادگی کند، نور به تنهایی منجر به کاهش سرعت شما می شود. درست مانند حالتی که مقاومت هوا می تواند یک وسیله نقلیه را روی زمین متوقف کند.

حتی اگر فضاپیما طوری ساخته شده باشد که در مقابل انتشار انرژی تاثیر نپذیرد، صفحه فضا-زمان در اطراف سفیدچاله به طرز عجیبی انحنا دارد به طوری که نزدیک شدن به آن مانند بالارفتن از یک سربالایی ای است که هر لحظه شیب آن بیشتر می شود.

در این حالت شتاب حرکتی شما رفته رفته بیشتر و حرکت شما کمتر و کمتر می ‌شود. به طور کلی در سراسر کائنات انرژی کافی برای ورود به سفیدچاله ‌ها وجود ندارد.

سفید چاله ها اساسا مفاهیمی ریاضی وار و تئوری وار می باشند، در واقع اگر شما از نظر ریاضی سیاهچاله ای را بدون تکنیگی جرم و به صورت موجودی زنده تصور کنید یک سفید چاله را تصور کرده اید.

آن ها اجرام واقعی نیستند یا حداقل فعلا موجودیت آن ها فراتر از تئوری نیست و اینگونه نیست که منجمان متوجه انفجارهای عجیب از تابش در اطراف سیاهچاله ای بشوند و بتوانند مدل های نظریه ای سفید چاله ها را شبیه سازی کنند.

اگر سفید چاله ها وجود داشتند همانند یک سیاهچاله ی معکوس عمل می کردند درست به صورتی که معادلات ریاضی پیش بینی می کند.

به جای اینکه مواد را به داخل خود بکشند سفید چاله ها مواد را به بیرون فضا پخش می کنند.

یکی دیگر از پیامد های ریاضی سفید چاله این است که از نظر تئوری تا زمانی وجود دارند که هیچ ذره ای از ماده در داخل افق رویداد وجود نداشته باشد. به محض اینکه ذره ای از اتم هیدروژن وارد منطقه شود همه چیز نابود خواهد شد. حتی اگر سفید چاله ها خیلی قبل تر در کیهان اولیه وجود داشتند اکنون مدت ها پیش از بین رفته اند، زیرا که کیهان ما مملو از مواد می باشد.

تعدادی از فیزیکدانان هستند که فکر می کنند سفید چاله ها ممکن است فراتر از یک تئوری باشند. هال هگرد و کارلو روولی از دانشگاه مارسل فرانسه در حال کار بر روی توضیح اینکه چه اتفاقی در داخل سیاهچاله ها می افتد، با استفاده از معادلات فیزیک تئوری که گرانش کوانتوم حلقه نام دارد، کارمی کنند.

در تئوری، تکنیگی یک سیاهچاله تا اندازه ای منقبض و فشرده می شود که به کوچکترین اندازه ی ممکن در معادلات فیزیکی می رسد این تکنیگی می تواند تبدیل یه سفید چاله شود اما به خاطر اتساع شدید زمان در سیاهچاله، میلیاردها سال زمان می برد تا حتی کمترین اجرام موجود بتوانند تغییر حرکت بدهند.

اگر سیاهچاله های میکروسکوپی بعد از انفجار بزرگ شکل می افتند ممکن بود اکنون به صورت سفید چاله تحلیل رفته و منفجر شوند یا به قول استیون هاوکینگ در حال تبخیر شدن بودند.

ایده ی جالب دیگری که توسط فیزیکدان ها مطرح شده این است که سفید چاله ها می توانند توضیحی برای مهبانگ باشند زیرا که سفید چاله گونه ای دیگر از شرایطی است که در آن مقدار عظیمی از ماده و انرژی خود به خود ظاهر می شود.

با این همه سفید چاله ها فعلا در حد یک حماسه ی ریاضی هستند و از آنجایی که ریاضی فانتزی به سختی با واقعیت میتواند در ارتباط باشد سفید چاله ها احتمالا فقط در تخیلات ما وجود دارند.

سفیدچاله ها چیست, درباره سفیدچاله ها
اگر سفید چاله ها وجود داشتند همانند یک سیاهچاله ی معکوس عمل می کردند

اگر درون یک سیاهچاله سقوط کنیم، چه اتفاقی می افتد؟

سیاهچاله یک منطقه در فضا-زمان با چگالی و کشش گرانشی بالاست که هیچ چیز حتی نور نمی تواند از آن فرار کند. اگر جسمی از افق رویداد (منطقه‌ای از فضا-زمان که تمام مرزهای فضا به شدت تحت تأثیر سیاهچاله است) یک سیاهچاله عبورکند، سرانجام به درون سیاهچاله سقوط می کند و در فرایند هولناک «Spaghettification» (رشته رشته)، کش می آید و به رشته های اسپاگتی مانند تبدیل می شود.

به عنوان مثال اگر یک ذره نور از افق رویداد سیاهچاله عبور کند، طول موج آن بلندتر و بلندتر می شود و انرژی خود را تا مرحله ای که دیگر قابل شناسایی نباشد، از دست می دهد. در مقابل، یک سفیدچاله همه چیز را مانند فواره ای از شکلات سفید به بیرون پرتاب می کند.

به عبارت دیگر سیاهچاله ها به هیچ ماده ای در صورت ورود، اجازه خروج نمی دهند درحالی ‌که سفیدچاله ها فوران ماده و انرژی هستند و هیچ چیز نمی ‌تواند وارد آن ها شود. هرچند انتظار می رود این چاله ‌ها، جاذبه داشته باشند اما شئ که به سمت سفیدچاله جذب شود هیچ گاه به افق رویداد آن نخواهد رسید.

سفیدچاله ها درواقع توجیه‌های احتمالی قوانین نسبیت عام هستند. این قوانین می گویند؛ اگر سیاهچاله ها در جهان هستی وجود داشته ‌باشند، سفیدچاله ها که عکس سیاهچاله ها عمل می کنند نیز باید در این جهان وجود خارجی داشته ‌باشند.

سفیدچاله ها در واقع مانند سیاهچاله ها مسیرهایی یک طرفه هستند. به ‌عبارت دیگر اگر فرض کنیم سیاهچاله جایی است که می توانیم به آن وارد شویم اما هرگز نمی توانیم از آن فرار کنیم،

سفیدچاله را باید جایی در نظر بگیریم که می توانیم آن را ترک کنیم اما هرگز نمی توانیم به آن برگردیم. سفیدچاله ها و سیاهچاله ها از نظر ریاضی و هندسی ساختار مشابهی دارند. به این معنا که هردو ناحیه ای از فضا-زمان هستند که مقادیر زیادی ماده در کوچکترین حجم ممکن فشرده شده است.

سفیدچاله ها نیز مانند سیاهچاله ها دارای جرم، بار الکتریکی، تکانه زاویه ای (کمیتی بُرداری که برای بیان وضعیت سیستم های درحال حرکت دورانی استفاده می ‌شود) و منطقه افق رویداد در اطراف خود هستند.