تفتح الثقوب البيضاء إمكانية السفر عبر الزمن

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

اقترح عالم الفيزياء الفلكية النظري إيغور نوفيكوف إمكانية وجود الثقوب البيضاء لأول مرة في عام 1964.

الثقب الأبيض هو منطقة افتراضية في الزمكان يتم توقعها كجزء من حل معادلات مجال أينشتاين.

لكن لنبدأ بالثقوب السوداء لأنها أسهل في التفسير. تتشكل الثقوب السوداء عندما يضرب مركز نجم كبير يحتضر نفسه. يتم ضغط الكتلة بأكملها في حجم صغير للغاية. تصبح جاذبيتها كبيرة لدرجة أنه حتى الضوء لا يستطيع الهروب منها.

الثقوب البيضاء هي عكس الثقوب السوداء تمامًا: على الرغم من أنه لا يمكن لأي شيء الهروب من أفق الحدث للثقب الأسود ، فلا شيء يمكن أن يدخل أفق الحدث للثقب الأبيض. ببساطة ، الثقب الأبيض يبصق كل شيء ولا يدخل شيء.

مفهوم الثقب الأبيض معقد للغاية. لذلك حاولنا شرحه في أقسام صغيرة. بنهاية هذا المقال ، ستكون قد تعلمت الكثير عن هذه الظاهرة المثيرة للاهتمام.

هل الثقوب البيضاء موجودة؟

الثقب الأبيض هو مجرد مفهوم رياضي نظري ولم يتم ملاحظته في الكون. تدور معظم المناقشات حول الثقوب البيضاء حول الكلمات الافتراضية وغير العملية وغير الواقعية.

إنها حل محتمل لقوانين النسبية العامة ، والتي تعني أنه في حالة وجود الثقوب السوداء الأبدية ، فيجب أن توجد الثقوب البيضاء أيضًا في الكون.

من المتوقع أن يكون لها خصائص مثل الكتلة والشحنة والزخم الزاوي ، لكن أي شيء يقترب من ثقب أبيض (حتى عند سرعة الضوء) لن يصل إليه أبدًا. من الناحية النظرية ، لا توجد طاقة كافية في كوننا لجذبك إلى الداخل.

إنهم ينتهكون القانون الثاني للديناميكا الحرارية

أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل الثقوب البيضاء تعتبر غير حقيقية هي أنها تقلل الانتروبيا ، وهو ما يتعارض مع قانون الديناميكا الحرارية.

يقول القانون الثاني للديناميكا الحرارية أن الانتروبيا الكلية للكون تتزايد باستمرار ، وبالتالي فإن التغيير في الانتروبيا يكون دائمًا إيجابيًا. هذا هو السبب في أن الثقوب البيضاء لا تتناسب مع نموذجنا الحالي للكون.

دليل على الثقوب البيضاء

في حين أن الأدلة والمعلومات المتعلقة بالثقوب البيضاء لا تزال غير مؤكدة ، فإن انفجار أشعة غاما ، المسمى GRB 060614 ، الذي اكتشفه مرصد Neil Gerel's Swift في عام 2006 ، يعتبر أول حدث مسجل لثقب أبيض.

على عكس GRBs النموذجية ، التي لا تدوم سوى بضع ثوانٍ ، استمر انفجار GRB 060614 الهجين لمدة 102 ثانية ، لكنه لم يرتبط بمستعر أعظم. أثار هذا تساؤلات حول الإجماع العلمي السابق فيما يتعلق بالثقوب السوداء وأنواع أخرى من الأجرام السماوية التي يمكن أن تنبعث منها رشقات من أشعة جاما.

يمكن أن تشكل الثقوب البيضاء المادة المظلمة

في عام 2018 ، اقترح العلماء أن الثقوب البيضاء ذات الأقطار المجهرية يمكن أن تشكل المادة المظلمة. لن تصدر مثل هذه الثقوب البيضاء الصغيرة أي إشعاع ، وبما أنها أقصر من الطول الموجي للضوء ، فإنها ستكون غير مرئية.

تشكل المادة المظلمة حوالي 27٪ من كوننا ، وتبلغ كثافتها المحلية حوالي 1٪ من كتلة الشمس لكل فرسخ مكعب. لحساب هذه الكثافة بالثقوب البيضاء ، قدر الفريق أن هناك حاجة لثقب أبيض مجهري واحد (حوالي واحد في المليون من الجرام وأصغر بكثير من البروتون) لكل 10000 كيلومتر مكعب.

قد تسبق الثقوب البيضاء الانفجار العظيم

نظرية أخرى مثيرة للاهتمام طرحها الباحثون هي أن الثقوب البيضاء يمكن أن تفسر الانفجار العظيم ، لأن هذه حالة أخرى ظهرت فيها كمية هائلة من المادة والطاقة بشكل عفوي.

في الواقع ، قيل إن الانفجار العظيم كان نتيجة انفجار ثقب أبيض ، والذي يُفترض أنه أفرز كل المواد والمعلومات التي امتصها الثقب الأسود.

من الواضح أننا لا نعرف ما إذا كانت النظرية صحيحة أم لا ، ولكن مرة أخرى ، من المضحك الاعتقاد بأن الحياة نشأت من ثقب أبيض.

ثقب أبيض وثقب أسود متصلان من خلال ثقب دودي

أحد الأسباب الرئيسية لدراسة وجود الثقوب البيضاء هو أنها تستطيع حل اللغز: ما يحدث في مركز الثقب الأسود. ماذا يحدث لجميع المعلومات التي يتم استيعابها؟

تشير العديد من النظريات إلى وجود ثقب أبيض في الطرف الآخر من الثقب الأسود. يتم إلقاء كل المواد والمعلومات التي يمتصها الثقب الأسود بواسطة الثقب الأبيض في كون آخر.

قد يرتبط "دخول" الثقب الأسود و "خروج" الثقب الأبيض بكونين مختلفين تمامًا. وما يجعل هذا الاتصال ممكنًا يسمى الثقب الدودي: يمكن اعتباره نفقًا بطرفين ، كل منهما في مكان مختلف في الزمكان.

تحتوي نظرية النسبية العامة على معادلات حقيقية تتكون من ثقوب دودية ، ومع ذلك ، لم يتم ملاحظتها بعد في الكون. يمكن للثقب الدودي أن يربط مسافات قصيرة (بضعة أمتار) أو مسافات طويلة للغاية (ملايين السنين الضوئية) أو أكوان مختلفة.

في عام 1935 ، اكتشف العلماء ثقبًا دوديًا من النوع 1 ، يسمى ثقب شوارزشيلد الدودي ، باستخدام نظرية أينشتاين للنسبية العامة. يتكون مقياس Schwarzschild بأكمله من ثقب أبيض وثقب أسود وعالمين منفصلين متصلين في آفاق الحدث الخاصة بهم من خلال ثقب دودي.

يحتوي حل Schwarzschild على معادلتين حقيقيتين - الجذر التربيعي الموجب والسالب. يوضح الأخير أن الثقب الأسود يتحرك للخلف مع الزمن ، وهو أيضًا ثقب أبيض.

تفتح الثقوب البيضاء احتمالات السفر عبر الزمن

في ظل ظروف معينة ، يمكن للثقب الدودي توصيل نقطتين في الوقت المناسب بدلاً من نقطتين في الفضاء. وهكذا ، فإن الجسم الذي ابتلعه الثقب الأسود يمكن أن يمر عبر الثقب الدودي وينفجر كثقب أبيض في منطقة أخرى من الزمن [أو الفضاء].

ومع ذلك ، فإن هذا المفهوم له عيوب عديدة. على سبيل المثال ، الجسم الذي يسقط في ثقب أسود لن يكون قادرًا على تحمل جاذبيته الهائلة. وبما أن الثقب الدودي غير مستقر بشكل لا يصدق ، فإنه سينهار على نفسه على الفور.

ومع ذلك ، فقد أظهر بعض الفيزيائيين أن الثقب الدودي (إن وجد) يمكن أن يسمح بالسفر في كل من المكان والزمان. اقترح البروفيسور كيب ثورن من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، والحائز أيضًا على جائزة نوبل ، أن هذه الظواهر الثلاث (الثقوب السوداء والثقوب الدودية والثقوب البيضاء) يمكن أن تسمح للبشر بالسفر ذهابًا وإيابًا عبر الزمن (آلاف السنين).

بصراحة ، هناك المئات من النظريات المتعلقة بالثقوب البيضاء ، لكن العلماء لم يعثروا على أدلة مقنعة تدعم وجودهم. ربما يوجد مكان لهم في عالمنا الغامض الواسع.