داخل سیاه چاله ها چه خبر است ؛ چه می‌شود اگر وارد یک سیاه چاله بشویم؟

تا به حال به این فکر کرده‌اید که داخل سیاه چاله ها چه خبر است؟ یا از آن بهتر، چه می‌شود اگر خود شما وارد یک سیاه چاله بشوید؟ در ادامه به اصلی‌ترین تئوری‌ها در این زمینه می‌پردازیم.

سیاه چاله ها یکی از عجیب‌ترین و ناشناخته‌ترین پدیده های سرتاسر کیهان هستند. پس طبیعی است که فیلم‌ها، سریال‌ها و داستان های علمی/تخیلی بسیار زیادی هم بر محوریت آن‌ها ساخته شده باشد. آثاری که بیشتر به سمت تخیلی بودن متمایل شده‌اند، اشاره به این دارند که با ورود به یک سیاه چاله، می‌توانید قدرت‌هایی ماوراءالطبیعه بدست بیاورید و آثاری که سعی کرده‌اند بخش علمی ماجرا را نیز درنظر بگیرند، سیاه چاله ها را پلی برای سفر در زمان می‌دانند. اما در دنیای علم هم فرضیه‌هایی مطرح شده‌اند که در رابطه با اتفاقاتی هستند که ممکن است برای جسمی که وارد سیاه چاله شده، رخ بدهد. بین این فرضیه‌ها، تفاوت‌های زیادی به چشم می‌آید اما یک موضوع وجود دارد که تمام این فرضیه‌ها، به آن اعتقاد دارند و آن هم این است که ممکن است بتوانید داخل سیاه چاله ها بشوید، اما هرگز نمی‌توانید از آن خارج شوید!

سیاه چاله چیست؟

این سوال که سیاه چاله چیست، می‌تواند یک پاسخ کوتاه و یک پاسخ بسیار طولانی داشته باشد. از آنجایی که پاسخ طولانی آن، در ماهیت این مقاله نمی‌گنجد، پس ما هم اینجا تنها به ذکر همان پاسخ کوتاه بسنده می‌کنیم. اما اگر به این مقوله علاقه‌مند هستید، به شما پیشنهاد می‌کنیم حتما مقاله‌ای که در ادامه معرفی می‌شود را مطالعه کنید تا پاسخ تمام سوال‌های خودتان راجع به سیاه چاله ها را دریافت کنید:

اگر بخواهیم سیاه چاله ها را به کوتاه‌ترین و ساده‌ترین شکل ممکن توضیح دهیم، می‌توانیم بگوییم هنگامی که یک ستاره عظیم، به پایان عمر خود می‌رسد و به اصطلاح می‌میرد، هسته‌ای بسیار فشرده را از خودش به یادگار می‌گذارد! اگر این هسته، بیش از 3برابر خورشید ما حجم داشته باشد، آنگاه چنان جاذبه شدید و غیرقابل تصوری دارد که هیچ چیز در سرتاسر هستی، نمی‌تواند از آن فرار کند. حتی اگر نور هم وارد افق رویداد یک سیاه چاله، یا درواقع همان محدوده اثر گذاری سیاه چاله شود، هرگز نمی‌تواند از آن خارج شود. از آنجایی که اگر بازتاب نور از سطح یک جسم یا پدیده به به چشم ما نرسد، ما می‌توانیم آن را ببینیم، در نتیجه سیاه چاله ها هم کاملا برای ما غیرقابل رویت هستند.

به این موضوع هم دقت کنید که توضیح ارائه شده در بالا، توضیح قطعی سیاه چاله نیست و صرفا توضیحی است که اکثر دانشمندان، آن را قبول دارند.

ورود به سیاه چاله = مرگ!

هیچکس به طور قطعی نمی‌داند که داخل سیاه چاله ها چه خبر است و از آن مهمتر اینکه چه می‌شود اگر وارد یک سیاه چاله بشویم. اگر بخواهیم از دید علمی به این موضوع نگاه کنیم، احتمالا هرگز هم به طور قطعی، پاسخی برای این سوال نخواهیم یافت. دلیل این موضوع را پروفسور ریچارد مَسِی (Richard Massey) از دانشگاه دورهام (Durham) به بهترین شکل ممکن توضیح می‌دهد:

هیچکس نمی‌داند آنجا چه خبر است. یک راه برای فهمیدن این موضوع وجود دارد و آن هم این است که فردی را برای تحقیق، داخل افق رویداد سیاه چاله بفرستیم. اما با توجه به ماهیت سیاه چاله، آن فرد هرگز نمی‌تواند اطلاعاتی که کسب کرده را در اختیار کسانی که خارج از افق رویداد سیاه چاله هستند، قرار دهد.

با توجه به این موضوع و با درنظر گرفتن ماهیت سیاه چاله ها، واضح است که ما هرگز نمی‌توانیم متوجه شویم چه اتفاقی می‌افتد اگر داخل سیاه چاله ها برویم. البته خود آقای مَسِی معتقد است که با ورود به سیاه چاله، عملا هیچ اتفاقی جز نابودی فردی که وارد آن شده، رخ نمی‌دهد! در ادامه می‌توانید توضیح کامل‌تر ایشان را نیز مطالعه کنید:

شدت بسیار زیاد و غیرقابل تصور نیروی های کِشَندی (Tidal Force که به نیروی جذر و مدی هم شناخته می‌شود) موجود در سیاه چاله، بدن شما را انقدر کشیده خواهند کرد که تبدیل به رشته‌ای از اتم خواهید شد! سپس انقدر این کشیدگی ادامه پیدا خواهد کرد که حتی از رشته اتمی هم باریک‌تر می‌شوید و طبق اصل تَکنِگی گرانشی (Gravitational Singularity) دیگر عملا وجود خارجی نخواهید داشت. در نتیجه این موضوع که با ورود به سیاه چاله ممکن است وارد یک جای دیگری بشوید، بنظر تنها تخیل و فانتزی های ذهنی می‌رسد.

شاید این فرضیه، بنظر فرضیه ناامیدکننده‌ای بیاید اما جالب است بدانید که فرضیه‌های ناامیدکننده‌تری هم وجود دارد! اگر فرضیه آقای مَسِی واقعیت داشته باشد، آنگاه با ورود به سیاه چاله، درست است که اندکی بعد، به ذرات سازنده خودمان تبدیل می‌شویم، اما اندکی هم داخل افق رویداد سیاه چاله باقی می‌مانیم و حداقل می‌توانیم تجربه قبل از مرگ منحصر به فردی داشته باشیم!

با این حال یک تئوری دیگر وجود دارد که توسط چند فیزیکدان برجسته با نام‌های احمد اَلمِهری (Ahmed Almheiri)، دونالد مارولف (Donald Marolf)، جوزف پولکینسکی (Joseph Polchinski) و جیمز سالی (James Sully) مطرح شده است. ناگفته نماند که این تئوری، درواقع نسخه بسط داده شده تئوری‌ای است که توسط مرحوم استیون هاوکینگ بزرگ مطرح شده بود.

این تئوری که به فایروال AMPS و “فرضیه دیوار آتش سیاه چاله” مشهور است، معتقد است طبق قوانین مکانیک کوانتوم، افق رویداد سیاه چاله، چیزی جز یک دیوار آتش عظیم نیست. درواقع فیزیکدانان مطرح کننده این تئوری معتقدند هر جسمی، بلافاصله پس از ورود به افق رویداد یک سیاه چاله، آتش خواهد گرفت! این یعنی اگر تئوری این فیزیکدانان برجسته را درست بدانیم، دیگر حتی تجربه قبل از مرگ منحصر به فردی هم نخواهیم داشت و در اثر سوختگی جان خواهیم باخت!

سیاه چاله = کرم چاله!

اگر با مفهوم کرم چاله آشنایی ندارید، می‌توانیم به ساده‌ترین شکل ممکن بگوییم که کرم چاله ها درواقع دستگاه های تله پورت (Teleport) در دنیای فیزیک هستند! اما اگر بخواهیم کمی بیشتر این موضوع را باز کنیم، باید بگوییم که کرم‌چاله‌ها، شکاف‌ها و تونل‌هایی هستند که در منحنی فضا-زمان کشیده شده است. درست مانند هر تونل دیگری، اگر چیزی وارد یک طرف کرم چاله بشود، از طرف دیگر آن خارج خواهد شد. اما چیزی که کرم چاله ها را بسیار جذاب کرده، این است که از طریق کرم چاله ها، و حداقل به صورت تئوری، می‌توان مسافت‌های چند میلیارد کیلومتری را، در عرض چند ثانیه طی کرد! اما این تمام ماجرا نیست، چون همانطور که گفته شد، کرم چاله ها تونل‌هایی در منحنی فضا-زمان هستند و این یعنی بجز سفر در مکان یا همان بعد فضا، می‌توان از طریق کرم چاله ها، در بُعد زمان هم حرکت کرد!

البته این را هم باید در رابطه با کرم چاله ها بگوییم که درست است آن‌ها از نظر تئوری ثابت شده‌اند اما از نظر عَمَلی، به هیچ عنوان نمی‌توان عنوان کرد که کرم چاله ها واقعا وجود دارند.

اما با تمام این تفاسیر، اکثریت قریب به اتفاق دانشمندان معتقدند که اگر قرار باشد کرم چاله ها در جهان هستی وجود داشته باشند، سیاه چاله ها درب ورود به آن‌ها هستند! این موضوع به این معنی است که ممکن است در صورت ورود به یک سیاه چاله، وارد نقطه‌ای کاملا متفاوت از فضا و البته زمان شوید!

مطمئنا ایده بسیار جذابی است اما خب همانقدر که علم، می‌تواند فانتزی‌های ذهنی ما را به واقعیت نزدیک کند، به همان اندازه هم جلوی به واقعیت بدل شدن آن‌ها را می‌گیرد. اگر سیاه چاله ها واقعا درب ورود به کرم چاله ها باشند، آنگاه از نظر تئوری، می‌توان با ورود به سیاه چاله ها، از آن طرف کرم چاله‌ای که به سیاه چاله متصل است، خارج شد. اما از نظر عملی، چیزی که از آن طرف کرم چاله خارج شده، به هیچ عنوان یک موجود زنده نیست! چرا که اگر بخواهیم نگاهی علمی به این موضوع داشته باشیم، چیزی که ممکن است سیاه چاله ها را درب ورود به کرم چاله ها کرده باشد، جاذبه بسیار زیاد آن‌ها است که توانسته چارچوب‌ها و محدودیت های فضا-زمان را به سخره بگیرد. اما این جاذبه بسیار زیاد، مانند یک شمشیر دو لبه عمل می‌کند و باعث نابودی هرچیزی که وارد سیاه چاله شده، می‌شود.

در هر صورت اگر اثبات شود که اولا کرم چاله ها واقعا از نظر عَمَلی هم وجود دارند و دوما، سیاه چاله ها درب ورود به آن‌ها هستند، آنگاه می‌توان امیدوار بود که شاید بشر بتواند راهی برای سفر از طریق آن‌ها پیدا کند. یا حداقل اینکه بتوانند راهی برای برقراری ارتباط با آن سوی کرم چاله برقرار کنند. اما حتی اگر چنین چیزی قابل انجام باشد، باز هم به طور حتم و بدون ذره‌ای شک، بشر هنوز صدها یا حتی هزاران سال با عملی کردن آن فاصله دارد که خب این موضوع، نمی‌تواند خبر چندان جالبی برای ما باشد!

ورود به سیاه چاله = خروج از سفید چاله!

یک تئوری جذاب دیگر که در رابطه با سیاه چاله ها وجود دارد، این است که ممکن است آن‌ها، به پدیده‌هایی حتی عجیب‌تر و ناشناخته‌تر از خودشان، مرتبط باشند؛ یعنی به سفید چاله ها! دقت کنید که سفید چاله (White Hole) هم درست مانند کرم چاله، تنها از نظر تئوری امکان وجود دارد و از نظر عملی، هنوز بشر نتوانسته آن‌ها را پیدا کند و یا حتی امکان وجود آن ها را قطعی بداند که خب این موضوع، بحثی بسیار پیچیده و طولانی است که از چارچوب این مقاله به دور است.

اما شاید برایتان این سوال بوجود آمده باشد که اصلا سفید چاله چیست؟ این سوال هم درست مانند “سیاه چاله چیست؟”، یک جواب بلند و یک جواب کوتاه دارد! جواب بلند این سوال را نیز درست مانند سوال قبلی، می‌توانید از طریق آرشیو غنی گجت نیوز به دست بیاورید:

اما پاسخ کوتاه این سوال به این صورت است که سفید چاله، دقیقا نقطه مقابل سیاه چاله است. یعنی همانطور که اگر چیزی داخل افق رویداد سیاه چاله باشد، هرگز نمی‌تواند از آن خارج شود، اگر چیزی هم خارج از افق رویداد سفید چاله باشد، هرگز نمی‌تواند به آن وارد شود! این موضوع را می‌توان به این صورت هم مطرح کرد که اگر جاذبه سیاه چاله ها را چیزی نزدیک به بی‌نهایت بدانیم، سفید چاله ها، دافعه نزدیک به بی‌نهایت دارند!

یک نکته بسیار جالب در رابطه با سفید چاله ها این است که دانشمندان معتقدند اگر آن‌ها واقعا وجود داشته باشند، دائما درحال پرتاب کردن چیزهایی از داخل خودشان، به بیرون از خود هستند. درواقع به همین دلیل است که به آن‌ها سفید چاله گفته می‌شود چرا که نور، دائما درحال فوران کردن از داخل آن‌ها است. اما اگر هیچ چیزی نمی‌تواند وارد سفید چاله بشود، پس سفید چاله چگونه می‌تواند دائما درحال فوران ذرات از داخل خودش به فضای بیرون باشد؟

یکی از پاسخ‌های احتمالی برای این موضوع، این است که سفید چاله، درواقع همان سیاه چاله است! طبق این فرضیه، تمام چیزهایی که سیاه چاله در طول عمر خودش بلعیده، پس از پایان عمرش و تبدیل شدن به سفید چاله، به بیرون پرتاب می‌شوند!

یک تئوری دیگر که در این رابطه وجود دارد، بسیار شبیه به همان بحث کرم چاله ها است. همانگونه که احتمالا خودتان هم حدس می‌زنید، بر اساس این تئوری، سیاه چاله ها درب ورود به کرم چاله ها هستند و سفید چاله ها هم درب خروجی کرم چاله ها محسوب می‌شوند. این یعنی در صورت ورود به سیاه چاله، پس از رخ دادن تَکینگی گرانشی و کشیده شدن جسم تا حدی که حتی از اتم هم به مراتب باریک‌تر می‌شود، سپس آن جسم وارد کرم چاله می‌شود و در نهایت هم از داخل سفید چاله، به بیرون پرتاب می‌شود!

اما یک تئوری سوم هم در این رابطه وجود دارد که البته دانشمندان بسیار اندکی به آن اعتقاد دارند. آن هم این است که سیاه چاله ها، به سفید چاله ها متصلند اما این اتصال، از طریق کرم چاله ها صورت نگرفته است! توضیح این موضوع بسیار سخت و پیچیده است اما می‌توانیم با ذکر یک مثال، مفهوم کلی این تئوری را برایتان شرح دهیم:

فرض کنید سیاه چاله ها، جاروبرقی های بسیار عظیم کیهانی هستند که هیچ چیز حتی نور هم نمی‌تواند از قدرت مکش آن‌ها فرار کند. درنتیجه هنگامی که یک جسم، وارد محدوده اثرگذاری این جاروبرقی (افق رویداد سیاه چاله) می‌شود، هرگز نمی‌تواند از آن فرار کند. اما این جاروبرقی هم درست مانند هر جاروبرقی دیگری، جسمی که واردش شده را بدون کشیدگی و با حفظ فُرم کلی آن، از طرف دیگر خودش به بیرون پرتاب می‌کند. این طرف دیگر، همان سفید چاله است!

باز هم تاکید می‌کنیم که این تئوری، طرفداران بسیار اندکی در جامعه علمی دارد اما در هر صورت اگر واقعی باشد، آنگاه می‌تواند گفت که ورود به سیاه چاله، لزوما باعث مرگ ما نمی‌شود و ممکن است ما بدون هیچ آسیبی، از طرف دیگر سیاه چاله به بیرون پرتاب شویم! هرچند احتمال واقعی بودن این فرضیه، چیزی نزدیک به غیرممکن است چرا که بسیاری از مفاهیم اثبات شده در رابطه با سیاه چاله ها را زیر پای می‌گذارد.

اگر بخواهیم تمام مطالبی که گفته شد را جمع‌بندی کنیم، می‌توانیم بگوییم که اگر یک موجود زنده وارد سیاه چاله بشود، به احتمال بالای 99درصد و در اثر تَکینگی گرانشی، انقدر کشیده می‌شود تا درنهایت از اتم هم نازک‌تر شود. درنتیجه، او هرگز نمی‌تواند زنده از سیاه چاله خارج شود. اما از طرفی، این موضوع لزوما به معنی این نیست که اگر چیزی داخل سیاه چاله شود، تا ابد در آن باقی می‌ماند چرا که ممکن است سیاه چاله ها، بیشتر از آنکه مقصد باشند، دروازه ورود باشند! ورود به کجا؟ شاید نقطه‌ای دیگر از کیهان و در زمانی متفاوت از زمان حال!