پژوهشی تازه نشان می‌دهد که سیاه‌چاله‌ها شاید به «سفیدچاله» تبدیل شوند؛ مناطقی که ماده، انرژی و حتی زمان را دوباره به کیهان بازمی‌گردانند.

به گزارش ایتنا و به نقل از ساینس‌دیلی، این یافته، چالش جدی‌ای برای درک کنونی ما از این اجرام عظیم کیهانی است. پژوهشگران دانشگاه شفیلد همچنین ارتباطی شگفت‌انگیز میان زمان و انرژی تاریک پیشنهاد کرده‌اند؛ نیرویی اسرارآمیز که گمان می‌رود عامل انبساط شتاب‌دار جهان باشد.

این پژوهش، این احتمال را مطرح می‌کند که شاید بتوان زمان را با انرژی تاریک اندازه‌گیری کرد.

گفتنی است سیاه‌چاله‌ها که مناطقی از فضا با جاذبه‌ای آن‌چنان نیرومند هستند که حتی نور نمی‌تواند از آن‌ها بگریزد، مدت‌هاست که مورد توجه دانشمندان و مردم عادی بوده‌اند.

از فیزیکدانان نظری تا نویسندگان علمی‌تخیلی، همگی مجذوب اسرار این پدیده‌های کیهانی شده‌اند. فیلم‌ها و رمان‌هایی مانند ۲۰۰۱: ادیسه فضایی، مریخی و میان‌ستاره‌ای نشان‌دهنده علاقه گسترده بشر به رمز و راز سیاه‌چاله‌هاست.

بر پایه نظریه نسبیت عام انیشتین، هر چیزی که وارد یک سیاه‌چاله شود، به سمت مرکز آن سقوط کرده و در اثر گرانش شدید، نابود می‌شود.

این مرکز که به «تکینگی» معروف است، جایی‌ست که ماده ستاره‌ای عظیم به نقطه‌ای با حجم تقریباً صفر و چگالی بی‌نهایت فشرده شده است؛ نقطه‌ای که قوانین فیزیک و درک ما از زمان دیگر کارایی ندارند.

اما مطالعه جدید، با تکیه بر قوانین مکانیک کوانتومی — نظریه‌ای بنیادی در توصیف رفتار ذرات در ابعاد بسیار کوچک — دیدگاهی کاملاً متفاوت ارائه می‌دهد. بر این اساس، تکینگی سیاه‌چاله دیگر پایان همه چیز نیست، بلکه می‌تواند آغازی نو باشد.

این مقاله با عنوان «حل تکینگی سیاه‌چاله در گرانش یکنواخت از طریق یگانگی کوانتومی» در نشریه Physical Review Letters منتشر شده و به بررسی نقطه‌ای می‌پردازد که در آن، شناخت ما از زمان و فضا فرو می‌پاشد.

در حالی که سیاه‌چاله‌ها معمولاً به عنوان مکان‌هایی توصیف می‌شوند که همه‌چیز — از جمله زمان — را به درون خود می‌بلعند، مقاله جدید سفیدچاله‌ها را به‌صورت معکوس آن‌ها معرفی می‌کند: مناطقی که ماده، انرژی و زمان را به بیرون پرتاب می‌کنند.

در این مطالعه، پژوهشگران مدلی ساده‌شده از سیاه‌چاله موسوم به «سیاه‌چاله تخت» را بررسی کرده‌اند. برخلاف سیاه‌چاله‌های معمولی که ساختاری کروی دارند، سیاه‌چاله تخت دارای مرزی صاف و دوبعدی است. نتایج اولیه نشان می‌دهد که این پدیده می‌تواند به سیاه‌چاله‌های معمول نیز قابل تعمیم باشد.

دکتر استفن گیلن از دانشکده علوم ریاضی و فیزیکی دانشگاه شفیلد و نویسنده همکار این پژوهش در کنار لوسیا منندز-پیدال از دانشگاه کمپلوتنسه مادرید، می‌گوید: «از دیرباز این پرسش مطرح بوده که آیا مکانیک کوانتومی می‌تواند درک ما از سیاه‌چاله‌ها را تغییر دهد یا نه. ما نشان داده‌ایم که در چارچوب مکانیک کوانتومی، زمان هرگز متوقف نمی‌شود، چون سیستم‌ها همواره در حال تحول هستند.»

طبق یافته‌های این پژوهش، تکینگی سیاه‌چاله جای خود را به ناحیه‌ای با نوسانات کوانتومی بزرگ می‌دهد — تغییرات موقت و کوچکی در انرژی فضا — که در آن، نه فضا و نه زمان پایان می‌یابند.

در عوض، این ناحیه به فازی جدید وارد می‌شود که ما آن را سفیدچاله می‌نامیم. به این ترتیب، سفیدچاله می‌تواند مکانی برای آغاز زمان باشد.

گفتنی است انرژی تاریک، نیرویی نظری و مرموز است که فیزیک‌دانان آن را عامل شتاب‌گیری انبساط کیهان می‌دانند.

در این پژوهش، انرژی تاریک نقش یک معیار یا مرجع را دارد و مفاهیم زمان و انرژی به‌عنوان دو مفهوم مکمل به کار رفته‌اند که می‌توان آن‌ها را نسبت به یکدیگر سنجید.

یکی از جذاب‌ترین جنبه‌های این نظریه آن است که اگر آنچه ما «تکینگی» می‌نامیم، در واقع آغازی نو باشد، آنگاه شاید چیزی حتی اسرارآمیزتر در آن سوی سفیدچاله در انتظار ما باشد.

فراتر از جنبه‌های نظری، ایده پیوند بنیادین بین ماهیت زمان و انرژی تاریک ممکن است در آینده نزدیک به شکلی گسترده‌تر بررسی شود و شاید راهی نو برای تلفیق گرانش و مکانیک کوانتومی باز کند — گامی مهم به سوی نظریه‌ای بنیادین‌تر برای شناخت جهان هستی.