ممکن است جهان ما هم درست مثل عروسک‌های تخم مرغی‌شکل و معروف روسی، در سیاهچاله‌ای متعلق به جهانی گسترده‌تر واقع شده باشد. در این‌صورت، هر سیاهچاله‌ای که تاکنون در جهان پیدا شده است، از ریزسیاهچاله‌ها گرفته تا ابرسیاهچاله‌ها، شاید دروازه‌های ورود به دیگر جهان‌ها باشند.
_________________________________________________________________
براساس نظریه‌ای که چندان ساده هم در ذهن نمی‌گنجد، یک سیاهچاله در واقع تونلی مابین دو جهان است، به‌طوری که می‌شود آن را نوعی "کرم‌چاله" تلقی کرد. در این‌صورت هرآنچه این سیاهچاله جذب خود می‌کند، به جای سقوط در نقطه‌ای ناپیدا، از سر دیگر سیاهچاله که در جهان دیگری جوانه زده، به‌شکل یک "سفیدچاله" فوران می‌کند.
نیکودم پاپلاسکی (Nikodem Poplawski) که فیزیکدانی از دانشگاه ایندیانا است، در تشریح این نظریه که به‌تازگی در نشریه علمی Physical Letters B انتشار یافته است، چهارچوب ریاضیاتی جدیدی برای نحوه سقوط پیچشی ماده در یک سیاهچاله ارائه کرده است. این معادلات، کرم‌چاله‌ها را به‌عنوان نیمه پنهان چیزهایی می‌شناسند که اینشتین از آنها با عنوان "تکینِگی‌های فضا- زمانی" یاد می‌کرد و به عقیده‌اش، در قلب هر سیاهچاله‌ای می‌شود پیدای‌شان کرد. بر اساس معادلات نسبیت عام اینشتین، هنگامی که ماده‌ای بیش از اندازه در یک نقطه فشرده شود- یعنی همان اتفاقی که برای قلب فوق فشرده یک سیاهچاله رخ داده است- یک تکینگی زاده می‌شود. این معادلات، تکینگی را فاقد بُعد، فوق چگال و بی‌نهایت داغ توصیف کرده‌اند که این ویژگی‌ها با شواهد غیر مستقیم زیادی قرین شده‌اند، اما چنان دور از ذهن و عجیب هستند که دانشمندانِ فراوانی از پذیرفتن‌شان سر بازمی‌زنند.
اگر حق با پاپلاسکی باشد، اجباری به پذیرفتن تعریف عجیب اینشتین از مفهوم تکینگی نیست. طبق معادلات جدیدی که وی ارائه کرده است، ماده‌ای که توسط سیاهچاله‌ها جذب و نابود می‌شود، در واقع اساس تشکیل کهکشان‌ها، ستارگان و سیاراتِ یک جهان دیگر است.
کرم‌چاله‌ها، به حل معمای مهبانگ هم کمکی می‌کنند؟
به‌گفته پاپلاسکی، جایگزین کردن مفهوم کرم‌چاله با سیاهچاله، می‌تواند حلال مشکلات زیادی در قلمرو کیهان‌شناسی نوین باشد. مثلاً طبق نظریه مهبانگ (یا همان انفجار بزرگ)، جهان از یک تکینگی زاده شد، اما دانشمندان نظر قانع‌کننده‌ای راجع به نحوه تشکیل همین تکینگی ندارند. پاپلاسکی می‌گوید اگر جهان ما از یک کرم‌چاله، به جای یک تکینگی زاده شده باشد، آنگاه "هم مشکل سیاهچاله‌ها حل خواهد شد و هم مشکل تکینگی مهبانگ".
کرم‌چاله‌ها حتی می‌توانند توضیحی برای انفجارهای پرتو گاما هم ارائه کنند که قوی‌ترین انفجارهای شناخته‌شده در کیهان، پس از انفجار بزرگ هستند. این انفجارها، در حواشی جهانِ رؤیت‌پذیر ما رخ می‌دهند. گمان می‌رود که منشاء آنها انفجار ستاره‌های نخستین در کهکشان‌های فوق‌العاده دوردست باشد، اما هنوز هیچ قطعیتی راجع به این گمانه‌زنی وجود ندارد (رجوع کنید به نوری در بیکران دوردست).
به نظر پاپلاسکی، انفجارهای پرتوی گاما در واقع ترشح ماده از جهان‌های دیگر هستند. وی می‌گوید این ماده می‌تواند از طریق ابرسیاهچاله‌های واقع در قلب کهکشان‌ها- یا به‌گفته او، کرم‌چاله‌ها- به جهان ما راه پیدا کرده باشد. هرچند هیچ توضیحی راجع به نحوه وقوع این پدیده وجود ندارد. او می‌گوید: "شاید ایده احمقانه‌ای به نظر آید، اما از کجا معلوم که اتفاق نیفتد؟"
دست کم یک راه برای آزمودن فرضیه پاپلاسکی وجود دارد: برخی از سیاهچاله‌های واقع در جهان ما به دور خودشان می‌چرخند و اگر جهان ما در سیاهچاله‌ای چرخنده شبیه به این‌ها متولد شده باشد، باید این چرخش را هم از مادرش به ارث برده باشد. به‌گفته پاپلاسکی، اگر مشاهدات آتی نشان از چرخش جهان ما در یک جهت مشخص بدهند، این، مدرکی غیر مستقیم در حمایت از ایده کرم‌چاله خواهد بود.
کرم‌چاله‌ها، به مثابه مولدان "ماده نامتعارف"
فیزیکدانان معتقدند که ایده کرم‌چاله می‌تواند همچنین مشخص سازد که چرا بعضی پدیده‌های خاص در جهان ما، از پیش‌بینی‌های نظری تبعیت نمی‌کنند. طبق مدل استاندارد کیهان‌شناسی، انحنای فضا بعد از وقوع مهبانگ می‌بایسته در طول زمان افزایش یافته باشد و هم‌اکنون- که ۱۳.۷ میلیارد سال از آن زمان می‌گذرد- ما می‌بایست بر سطح یک جهان بسته و کروی واقع شده باشیم، اما مشاهدات، حکایت از این می‌کند که جهان ما، در تمامی جهات، تخت و مسطح است.
مسئله دیگر این است که شواهد به‌دست‌آمده از نور مربوط به سنوات نخستین جهان، حکایت از توزیع فوق‌العاده همگن دما در سرتاسر جهان می‌کند. این بدین‌معناست که دورترین اجرامی که در دو سوی مختلف جهان واقع شده‌اند، روزی به هم نزدیک و در ارتباط با هم بوده‌اند، تا مثل مولکول‌های یک گاز محبوس، در وضع تعادل قرار بگیرند. در اینجا هم مشاهدات با پیش‌بینی‌ها نمی‌خواند، چراکه اجرام واقع در دو سوی جهان، چنان از هم دورند که با درنظرگرفتن سن فعلی جهان، برای مرتبط بودن‌شان، لابد با سرعتی فراتر از سرعت نور از هم دور شده‌اند.
کیهان‌شناسان، به‌منظور رفع این تناقض، مفهومی تحت عنوان "تورم کیهانی" را معرفی کردند. براساس نظریه تورم، جهان بلافاصله بعد از وقوع مهبانگ، جهشی ناگهانی را تجربه کرده که طی آن، فضا با سرعتی فراتر از سرعت نور انبساط پیدا کرده است (برخلاف تصور معمول، فضا، خود می‌تواند فراتر از سرعت نور حرکت کند. نسبیت خاص، تنها سرعت اجسام "درون" فضا را محدود به سرعت نور تعریف می‌کند). این انبساط، ابعاد جهان را در یک لحطه از حد و حدود یک اتم، به ابعاد قابل توجهی رساند. پس چون سطح کره‌ای که ما بر آن ایستاده‌ایم- همچون سطح کره زمین- بسیار غول‌آساست، آن را به‌شکل تخت می‌بینیم. این نظریه، مشکل چگونگی ِ ارتباط نقاط دوردست جهان در لحظه مهبانگ را هم برطرف کرده است، اما با فرض صحت داشتن تورم کیهانی، کیهان‌شناسان در توضیح عامل محرکه این جهش ناگهانی، ناتوان بوده‌اند و هستند. اینجاست که تئوری کرم‌چاله به کمک می‌شتابد. به‌گفته پاپلاسکی، طبق بعضی از نسخه‌های نظریه تورم، این جهش توسط یک "ماده نامتعارف" ایجاد شده است. نوعی فرضی از ماده که به‌جای جذب شدن از طریق نیروی گرانش، در حضور این نیرو رفتاری دافعه دارد و به‌همین‌واسطه با ماده معمولی فرق می‌کند. پاپلاسکی به‌پشتوانه معادلاتش بر این عقیده است که ماده نامتعارف، محصول مرگ ستارگانِ نخستین و تبدیل‌شان به کرم‌چاله‌هاست. او می‌گوید: "باید ارتباطاتی میان ماده نامتعارفی که کرم‌چاله‌ها را شکل داده، و ماده نامتعارفی که تورم را موجب شده، وجود داشته باشد."
کرم‌چاله‌ها، به مثابه یک راهکار واقعی
نظریه‌ای که به‌تازگی ارائه شده است، نخستین نظریه‌ای نیست که به وجود جهان‌های دیگری درون سیاهچاله‌ها اشاره دارد. دمین ایسون (Damein Easson)، فیزیکدان نظری دانشگاه ایالتی آریزونا نیز در مطالعات پیشین خود، گمانه‌زنی‌های مشابهی را مطرح کرده بود. او که در این مطالعات اخیر هیچ نقشی نداشته است، می‌گوید: "چیزی که در اینجا تازگی دارد این است که یک کرم‌چاله واقعی در چهارچوب نظریه نسبیت عام، نقش گذرگاهی از یک سیاهچاله بیرونی به یک جهان جدیدِ درونی را ایفا می‌کند." ایرسون، با اشاره به معادلات پاپلاسکی می‌افزاید: "در مقاله خودمان فقط امکان وجود چنین راه حلی را مطرح کرده بودیم، اما پاپلاسکی، پی به یک راه حل واقعی برده است." با این‌همه، به‌گفته وی، این ایده بسیار خیالی به‌نظر می‌رسد. "آیا چنین چیزی ممکن است اتفاق بیفتد؟ البته. می‌توان چنین سناریویی را محتمل دانست؟ نظری ندارم، اما هرچه باشد، یقیناً احتمال جذابی‌ست".
مطالعات آتی در حوزه گرانش کوانتومی- که مربوط به مطالعه رفتار نیروی گرانش در ابعاد زیراتمی می‌شود – می‌تواند این معادلات را تغییر دهد و احتمالاً از نظریه پاپلاسکی پیشتیبانی یا ان را رد کند.
کرم‌چاله، راه حل اصلی نیست
به‌گفته آندرئاس آلبرخت (Andreas Albrecht)، فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا- دیویس، هرچند این نظریه روی هم‌رفته جذاب است، اما کمکی به حل معماهای مربوط به منشأ جهان ما نمی‌کند. این نظریه، با گفتن این‌که جهان ما ناشی از ترشح ماده از یک جهان دیگر است، فقط سئوالات بنیادین ما را به جایی دورتر انداخته است. به عبارت دیگر، هیچ توضیحی راجع به منشأ آن جهان دیگر نمی‌دهد و مشخص نمی‌کند آیا ویژگی‌های آن، اصلاً شبیه به همین جهان ماست، یا نه. آلبرخت می‌گوید: "برخی مسائلی که ما در پی حل‌شان برآمده‌ایم، واقعاً طاقت از کف می‌بَرند، و تازه معلوم نیست حق با کدام‌شان است."
با همه این‌ها، آلبرخت ایده کرم‌چاله‌های تونل‌مانند را چندان عجیب‌تر از ایده تکینگی‌های سیاهچاله‌ای نمی‌داند و هشدار می‌دهد که نباید این نظریه را به صِرف عجیب بودنش، نادیده گرفت. وی می‌گوید: "هرآنچه که دانشمندان در این زمینه می‌پرسند، اعجاب‌آور است. هیچ تضمینی نیست که بگویید حق با ایده‌ای‌ست که متعارف‌تر به‌نظر می‌رسد؛ چراکه از هر طرفی که قضیه را بنگرید، می‌فهمید همین پرسش، خود از پیش‌فرض‌های عجیب ایجاد شده است."
بنمایه: رادیو زمانه
با تشکر از صفحه فیس بوک گزیده اخبار علمی
_________________________________________________________________
براساس نظریه‌ای که چندان ساده هم در ذهن نمی‌گنجد، یک سیاهچاله در واقع تونلی مابین دو جهان است، به‌طوری که می‌شود آن را نوعی "کرم‌چاله" تلقی کرد. در این‌صورت هرآنچه این سیاهچاله جذب خود می‌کند، به جای سقوط در نقطه‌ای ناپیدا، از سر دیگر سیاهچاله که در جهان دیگری جوانه زده، به‌شکل یک "سفیدچاله" فوران می‌کند.
نیکودم پاپلاسکی (Nikodem Poplawski) که فیزیکدانی از دانشگاه ایندیانا است، در تشریح این نظریه که به‌تازگی در نشریه علمی Physical Letters B انتشار یافته است، چهارچوب ریاضیاتی جدیدی برای نحوه سقوط پیچشی ماده در یک سیاهچاله ارائه کرده است. این معادلات، کرم‌چاله‌ها را به‌عنوان نیمه پنهان چیزهایی می‌شناسند که اینشتین از آنها با عنوان "تکینِگی‌های فضا- زمانی" یاد می‌کرد و به عقیده‌اش، در قلب هر سیاهچاله‌ای می‌شود پیدای‌شان کرد. بر اساس معادلات نسبیت عام اینشتین، هنگامی که ماده‌ای بیش از اندازه در یک نقطه فشرده شود- یعنی همان اتفاقی که برای قلب فوق فشرده یک سیاهچاله رخ داده است- یک تکینگی زاده می‌شود. این معادلات، تکینگی را فاقد بُعد، فوق چگال و بی‌نهایت داغ توصیف کرده‌اند که این ویژگی‌ها با شواهد غیر مستقیم زیادی قرین شده‌اند، اما چنان دور از ذهن و عجیب هستند که دانشمندانِ فراوانی از پذیرفتن‌شان سر بازمی‌زنند.
اگر حق با پاپلاسکی باشد، اجباری به پذیرفتن تعریف عجیب اینشتین از مفهوم تکینگی نیست. طبق معادلات جدیدی که وی ارائه کرده است، ماده‌ای که توسط سیاهچاله‌ها جذب و نابود می‌شود، در واقع اساس تشکیل کهکشان‌ها، ستارگان و سیاراتِ یک جهان دیگر است.
کرم‌چاله‌ها، به حل معمای مهبانگ هم کمکی می‌کنند؟
به‌گفته پاپلاسکی، جایگزین کردن مفهوم کرم‌چاله با سیاهچاله، می‌تواند حلال مشکلات زیادی در قلمرو کیهان‌شناسی نوین باشد. مثلاً طبق نظریه مهبانگ (یا همان انفجار بزرگ)، جهان از یک تکینگی زاده شد، اما دانشمندان نظر قانع‌کننده‌ای راجع به نحوه تشکیل همین تکینگی ندارند. پاپلاسکی می‌گوید اگر جهان ما از یک کرم‌چاله، به جای یک تکینگی زاده شده باشد، آنگاه "هم مشکل سیاهچاله‌ها حل خواهد شد و هم مشکل تکینگی مهبانگ".
کرم‌چاله‌ها حتی می‌توانند توضیحی برای انفجارهای پرتو گاما هم ارائه کنند که قوی‌ترین انفجارهای شناخته‌شده در کیهان، پس از انفجار بزرگ هستند. این انفجارها، در حواشی جهانِ رؤیت‌پذیر ما رخ می‌دهند. گمان می‌رود که منشاء آنها انفجار ستاره‌های نخستین در کهکشان‌های فوق‌العاده دوردست باشد، اما هنوز هیچ قطعیتی راجع به این گمانه‌زنی وجود ندارد (رجوع کنید به نوری در بیکران دوردست).
به نظر پاپلاسکی، انفجارهای پرتوی گاما در واقع ترشح ماده از جهان‌های دیگر هستند. وی می‌گوید این ماده می‌تواند از طریق ابرسیاهچاله‌های واقع در قلب کهکشان‌ها- یا به‌گفته او، کرم‌چاله‌ها- به جهان ما راه پیدا کرده باشد. هرچند هیچ توضیحی راجع به نحوه وقوع این پدیده وجود ندارد. او می‌گوید: "شاید ایده احمقانه‌ای به نظر آید، اما از کجا معلوم که اتفاق نیفتد؟"
دست کم یک راه برای آزمودن فرضیه پاپلاسکی وجود دارد: برخی از سیاهچاله‌های واقع در جهان ما به دور خودشان می‌چرخند و اگر جهان ما در سیاهچاله‌ای چرخنده شبیه به این‌ها متولد شده باشد، باید این چرخش را هم از مادرش به ارث برده باشد. به‌گفته پاپلاسکی، اگر مشاهدات آتی نشان از چرخش جهان ما در یک جهت مشخص بدهند، این، مدرکی غیر مستقیم در حمایت از ایده کرم‌چاله خواهد بود.
کرم‌چاله‌ها، به مثابه مولدان "ماده نامتعارف"
فیزیکدانان معتقدند که ایده کرم‌چاله می‌تواند همچنین مشخص سازد که چرا بعضی پدیده‌های خاص در جهان ما، از پیش‌بینی‌های نظری تبعیت نمی‌کنند. طبق مدل استاندارد کیهان‌شناسی، انحنای فضا بعد از وقوع مهبانگ می‌بایسته در طول زمان افزایش یافته باشد و هم‌اکنون- که ۱۳.۷ میلیارد سال از آن زمان می‌گذرد- ما می‌بایست بر سطح یک جهان بسته و کروی واقع شده باشیم، اما مشاهدات، حکایت از این می‌کند که جهان ما، در تمامی جهات، تخت و مسطح است.
مسئله دیگر این است که شواهد به‌دست‌آمده از نور مربوط به سنوات نخستین جهان، حکایت از توزیع فوق‌العاده همگن دما در سرتاسر جهان می‌کند. این بدین‌معناست که دورترین اجرامی که در دو سوی مختلف جهان واقع شده‌اند، روزی به هم نزدیک و در ارتباط با هم بوده‌اند، تا مثل مولکول‌های یک گاز محبوس، در وضع تعادل قرار بگیرند. در اینجا هم مشاهدات با پیش‌بینی‌ها نمی‌خواند، چراکه اجرام واقع در دو سوی جهان، چنان از هم دورند که با درنظرگرفتن سن فعلی جهان، برای مرتبط بودن‌شان، لابد با سرعتی فراتر از سرعت نور از هم دور شده‌اند.
کیهان‌شناسان، به‌منظور رفع این تناقض، مفهومی تحت عنوان "تورم کیهانی" را معرفی کردند. براساس نظریه تورم، جهان بلافاصله بعد از وقوع مهبانگ، جهشی ناگهانی را تجربه کرده که طی آن، فضا با سرعتی فراتر از سرعت نور انبساط پیدا کرده است (برخلاف تصور معمول، فضا، خود می‌تواند فراتر از سرعت نور حرکت کند. نسبیت خاص، تنها سرعت اجسام "درون" فضا را محدود به سرعت نور تعریف می‌کند). این انبساط، ابعاد جهان را در یک لحطه از حد و حدود یک اتم، به ابعاد قابل توجهی رساند. پس چون سطح کره‌ای که ما بر آن ایستاده‌ایم- همچون سطح کره زمین- بسیار غول‌آساست، آن را به‌شکل تخت می‌بینیم. این نظریه، مشکل چگونگی ِ ارتباط نقاط دوردست جهان در لحظه مهبانگ را هم برطرف کرده است، اما با فرض صحت داشتن تورم کیهانی، کیهان‌شناسان در توضیح عامل محرکه این جهش ناگهانی، ناتوان بوده‌اند و هستند. اینجاست که تئوری کرم‌چاله به کمک می‌شتابد. به‌گفته پاپلاسکی، طبق بعضی از نسخه‌های نظریه تورم، این جهش توسط یک "ماده نامتعارف" ایجاد شده است. نوعی فرضی از ماده که به‌جای جذب شدن از طریق نیروی گرانش، در حضور این نیرو رفتاری دافعه دارد و به‌همین‌واسطه با ماده معمولی فرق می‌کند. پاپلاسکی به‌پشتوانه معادلاتش بر این عقیده است که ماده نامتعارف، محصول مرگ ستارگانِ نخستین و تبدیل‌شان به کرم‌چاله‌هاست. او می‌گوید: "باید ارتباطاتی میان ماده نامتعارفی که کرم‌چاله‌ها را شکل داده، و ماده نامتعارفی که تورم را موجب شده، وجود داشته باشد."
کرم‌چاله‌ها، به مثابه یک راهکار واقعی
نظریه‌ای که به‌تازگی ارائه شده است، نخستین نظریه‌ای نیست که به وجود جهان‌های دیگری درون سیاهچاله‌ها اشاره دارد. دمین ایسون (Damein Easson)، فیزیکدان نظری دانشگاه ایالتی آریزونا نیز در مطالعات پیشین خود، گمانه‌زنی‌های مشابهی را مطرح کرده بود. او که در این مطالعات اخیر هیچ نقشی نداشته است، می‌گوید: "چیزی که در اینجا تازگی دارد این است که یک کرم‌چاله واقعی در چهارچوب نظریه نسبیت عام، نقش گذرگاهی از یک سیاهچاله بیرونی به یک جهان جدیدِ درونی را ایفا می‌کند." ایرسون، با اشاره به معادلات پاپلاسکی می‌افزاید: "در مقاله خودمان فقط امکان وجود چنین راه حلی را مطرح کرده بودیم، اما پاپلاسکی، پی به یک راه حل واقعی برده است." با این‌همه، به‌گفته وی، این ایده بسیار خیالی به‌نظر می‌رسد. "آیا چنین چیزی ممکن است اتفاق بیفتد؟ البته. می‌توان چنین سناریویی را محتمل دانست؟ نظری ندارم، اما هرچه باشد، یقیناً احتمال جذابی‌ست".
مطالعات آتی در حوزه گرانش کوانتومی- که مربوط به مطالعه رفتار نیروی گرانش در ابعاد زیراتمی می‌شود – می‌تواند این معادلات را تغییر دهد و احتمالاً از نظریه پاپلاسکی پیشتیبانی یا ان را رد کند.
کرم‌چاله، راه حل اصلی نیست
به‌گفته آندرئاس آلبرخت (Andreas Albrecht)، فیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا- دیویس، هرچند این نظریه روی هم‌رفته جذاب است، اما کمکی به حل معماهای مربوط به منشأ جهان ما نمی‌کند. این نظریه، با گفتن این‌که جهان ما ناشی از ترشح ماده از یک جهان دیگر است، فقط سئوالات بنیادین ما را به جایی دورتر انداخته است. به عبارت دیگر، هیچ توضیحی راجع به منشأ آن جهان دیگر نمی‌دهد و مشخص نمی‌کند آیا ویژگی‌های آن، اصلاً شبیه به همین جهان ماست، یا نه. آلبرخت می‌گوید: "برخی مسائلی که ما در پی حل‌شان برآمده‌ایم، واقعاً طاقت از کف می‌بَرند، و تازه معلوم نیست حق با کدام‌شان است."
با همه این‌ها، آلبرخت ایده کرم‌چاله‌های تونل‌مانند را چندان عجیب‌تر از ایده تکینگی‌های سیاهچاله‌ای نمی‌داند و هشدار می‌دهد که نباید این نظریه را به صِرف عجیب بودنش، نادیده گرفت. وی می‌گوید: "هرآنچه که دانشمندان در این زمینه می‌پرسند، اعجاب‌آور است. هیچ تضمینی نیست که بگویید حق با ایده‌ای‌ست که متعارف‌تر به‌نظر می‌رسد؛ چراکه از هر طرفی که قضیه را بنگرید، می‌فهمید همین پرسش، خود از پیش‌فرض‌های عجیب ایجاد شده است."
بنمایه: رادیو زمانه
با تشکر از صفحه فیس بوک گزیده اخبار علمی
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر