لطالما أثارت الثقوب السوداء اهتمام علماء الفلك لقدرتها المرعبة على امتصاص كل ما حولها، ولا حتى الضوء! بما أن الثقب الأسود يتمتع بهذه الموهبة الفريدة، فلماذا يستمر في التوسع وابتلاع الكون بأكمله؟
هل يمكن للثقب الأسود أن يبتلع كل الفضاء؟
هذا السؤال منطقي بالنظر إلى ما نعرفه عن الحيوانات المفترسة الفضائية الشرهة، ولكن في عام 2018 توصل أحد الفيزيائيين إلى تفسير مفاجئ ومقنع.
الباحث الذي يقف وراء هذا التفسير هو عالم الفيزياء بجامعة ستانفورد ليونارد سسكيند، المعروف أيضًا باسم “أبو نظرية الأوتار”.
نشر سسكيند ورقته البحثية التي أوضح فيها بإيجاز من خلال معادلات فيزيائية معقدة أن الثقوب السوداء تتوسع إلى الداخل، وليس إلى الخارج.
والأغرب من ذلك، أن الفرضية لا تتعلق فقط بالثقوب السوداء، بل تمتد بطريقة غير متوقعة لتفسير نمو الكون واتساع الفضاء.
ولتوضيح الأمر بشكل أكثر وضوحًا، بعيدًا عن المعادلات المعقدة والتفسيرات الفيزيائية المطولة، استنتج سسكيند أن الثقوب السوداء عبارة عن كتل كثيفة تشوه الفضاء بحيث لا يتمكن حتى الضوء من الهروب من فريسته بالسرعة المطلوبة!
وفي حين أن بعضها قد لا يكون أكبر من حجم الذرة، إلا أن كتلتها تعادل كتلة جبل شاهق! وهناك أيضًا ثقوب سوداء كتلتها كتلة نجم، أي أنها قد تزيد كتلتها عن 20 ضعف كتلة الشمس!
نظرية “الأوتار الفائقة” لسسكيند
تعتمد نظرية سسكيند على فرضية أن كل شيء في الكون يتكون من أوتار أحادية البعد لها كتلة وشحنة كهربائية وخصائص أخرى تحدد أنماط اهتزازها. لأن الجسيمات الأولية هي مجرد انعكاسات لاهتزازات سلسلة أحادية البعد.
كما ذكرنا سابقًا، أوضح سسكيند مشكلتنا الأساسية: الثقوب السوداء تتوسع نحو الداخل. بمعنى أنه من الخارج يبقى بنفس الحجم، لكنه من الداخل يتوسع وينمو إلى ما لا نهاية!
نظرية أينشتاين وتفسير ظاهرة الثقب الأسود
في عام 1915، قدمت الرياضيات وراء نظرية النسبية العامة لأينشتاين بشكل طبيعي أول أساس نظري متين لمثل هذا الجسم. ومنذ ذلك الحين، تم اكتشاف أجسام مادية تتوافق مع هذه التوقعات، وغالبًا ما كانت تتدلى حول مراكز المجرات.
لتصور ذلك، دعونا نقارن أبعاد المكان والزمان في الكون بمخروط مطاطي ثنائي الأبعاد. عندما يضربها شيء ثقيل، فإنها تتوسع ببطء إلى الداخل، وليس إلى الخارج. لكن الثقب الأسود يتوسع في الواقع نحو الداخل من الاتجاهات الثلاثة، والحد الدائري المعروف باسم “أفق الحدث” هو نقطة اللاعودة.
تفسير هوكينج وقوانين ميكانيكا الكم
في السبعينيات، اقترح عالم الفيزياء البريطاني الشهير ستيفن هوكينج تفسيرا مفاده أن الحرارة التي يشعها الثقب الأسود تتسبب في تبخر الثقب الأسود وتقلص حجمه، ومن ثم فقدان المعلومات التي تسقط فيه.
لكن نظرية هوكينج تتعارض مع ميكانيكا الكم التي تنص على أن كل جسم في الكون يحتفظ بمعلومات عن ماضيه. أثار هذا جدلاً كبيرًا بين الفيزيائيين هوكينج وسسكيند حول مبدأ جيرارد هوفت المجسم، الذي يرى أن المعلومات حول جميع الأجسام التي تسقط في الثقب الأسود يتم تخزينها في حالة المد والجزر على سطح أفق الحدث.
وقد جذبت هذه العلاقة بين مساحة سطح الثقوب السوداء والمعلومات التي تخزنها انتباه العلماء، حيث وجد بعضهم أن التعقيد الحسابي وعدد العمليات الحسابية اللازمة لاستعادة الحالة الكمومية للثقب الأسود ربما زاد منذ اكتشافه. ولادة. التنبؤ بحجم التغيرات التي تطرأ عليه.
بافتراض أن التعقيد الحسابي هو السبب وراء تمدد الفضاء داخل الثقب الأسود بمرور الوقت، فإن الكون يتوسع أيضًا.
وعلى الرغم من كل هذه التفسيرات النظرية، فإنه لا يزال من المستحيل تقديم إجابات قاطعة على الأسئلة المتعلقة بأصل الكون، وخاصة تلك المتعلقة بالتعقيد الحسابي ومشاكل الفيزياء المعقدة.
اقرأ أيضًا
- المفاهيم الخاطئة حول الفضاء تغذي انتشار الفيلم
- أسئلة لا يستطيع العلم الإجابة عليها
- أغرب الأشياء التي تم العثور عليها في الفضاء على الإطلاق!
المصدر
