تحقق سیاهچاله‌های منظم!

اکنون تیمی از کارشناسان موسسه علوم کیهان دانشگاه بارسلونا(ICCUB) برای نخستین بار چگونگی ایجاد سیاهچاله‌های منظم را از اثرات گرانشی و بدون نیاز به وجود ماده عجیب و غریب موردنیاز برخی مدل‌های قبلی تشریح کرده‌اند.این کشف که درمجله Physics Letters B منتشر شده است، چشم‌اندازهای جدیدی را برای بهبود درک ما از ماهیت کوانتومی گرانش و ساختار واقعی فضا-زمان باز می‌کند.
   
سیاهچاله‌ها، بدون تکینگی
اصطلاح «ماده عجیب و غریب» به نوعی ماده اشاره دارد که دارای خواص غیرعادی است که در ماده معمولی یافت نمی‌شود؛ اغلب دارای چگالی انرژی منفی است، اثرات گرانشی دافعه‌ای ایجاد می‌کند و می‌تواند شرایط انرژی خاصی را در نسبیت عام نقض کند. ماده عجیب و غریب عمدتا نظری است و در طبیعت مشاهده نشده اما در مدل‌هایی برای کشف مفاهیمی مانند کرم‌چاله‌ها، سفر سریع‌تر از نور و تفکیک تکینگی‌های سیاهچاله استفاده می‌شود.این مطالعه جدید از نظر ریاضی نشان می‌‌دهد که یک سری بی‌نهایت از اصلاحات گرانشی مرتبه بالاتر می‌تواند این تکینگی‌ها را از بین ببرد و منجر به ایجاد به اصطلاح «سیاهچاله‌های منظم» شود.
برخلاف مدل‌های قبلی که به ماده عجیب و غریب نیاز داشت، نتایج این پژوهش جدید نشان می‌دهد که گرانش خالص (بدون میدان‌های ماده اضافی) می‌تواند سیاهچاله‌های منظم و بدون تکینگی ایجاد کند. این کشف نشان‌دهنده انحراف قابل‌توجهی از نظریه‌های قبلی است و شرایط لازم برای سیاهچاله‌های منظم را ساده می‌کند.پژوهشگر پابلو آ. کانو از گروه فیزیک کوانتومی و اخترفیزیک در دانشکده فیزیک بارسلونا می‌گوید: «زیبایی ساخت ما این است که فقط براساس اصلاحات معادلات انیشتین است که به طور طبیعی توسط گرانش کوانتومی پیش‌بینی شده و هیچ جزء دیگر مورد نیاز نیست.»
تئوری‌های به‌کار گرفته‌شده توسط تیم ICCUB برای هربعد فضا-زمان بزرگ‌تر یا مساوی ۵ قابل استفاده است. کانو می‌گوید: «دلیل درنظر گرفتن ابعاد فضا-زمان بالاتر، کاملا فنی است؛ زیرا به ما امکان می‌دهد پیچیدگی‌های ریاضی مسأله را کاهش دهیم.» با این حال محققان می‌گویند که چنین نتیجه‌گیری باید در مورد فضا-زمان چهاربعدی نیز صدق کند.رابی هنیگار از تیم پژوهشی این پروژه، توضیح بیشتری می‌دهد: «اگرچه دانش ما در مورد چگونگی دستیابی به این فرآیند بسیار اندک است اما اکثر دانشمندان موافق هستند که تکینگی‌های نسبیت عام باید درنهایت حل شود. پژوهش ما نخستین مکانیسم را برای دستیابی به این امر به روشی قوی ارائه می‌دهد؛ البته تحت فرضیات تقارن خاص.» این متخصص می‌گوید: «هنوز مشخص نیست که چگونه طبیعت از تشکیل تکینگی‌ها در جهان جلوگیری می‌کند اما امیدواریم مدل ساخته‌شده توسط تیم پژوهشی ما، کمک کند تا درک بهتری از این فرآیند به دست آوریم.»
   
جست‌وجوی اکتشافات در سناریو‌های اخترفیزیکی
این مطالعه همچنین خواص ترمودینامیکی این سیاهچاله‌های منظم را بررسی می‌کند و نشان می‌دهد که آنها با قانون اول ترمودینامیک مطابقت دارد. تئوری‌های توسعه‌یافته پیشین، چارچوبی قوی برای درک ترمودینامیک سیاهچاله‌ها به روشی کاملا جهانی و بدون ابهام ارائه می‌دهد. این سازگاری اعتبار وقابلیت کاربردی بالقوه را به یافته‌های فوق می‌افزاید.
پژوهشگران قصد دارند کار خود رابه فضا-زمان چهاربعدی گسترش دهند وپیامد یافته‌های خود را درسناریوهای مختلف اخترفیزیکی بررسی کنند. هدف آنها همچنین بررسی پایداری و نشانه‌های رصدی احتمالی این سیاهچاله‌های منظم است.
کانو در پایان می‌گوید: «این نظریه‌ها نه‌تنها سیاه‌چاله‌های بدون تکینگی را پیش‌بینی می‌کند بلکه به ما اجازه می‌دهد بفهمیم این اجرام چگونه شکل می‌گیرد وسرنوشت ماده درسیاهچاله چیست.مادرحال کارروی این پرسش‌هاهستیم وانتظارداریم نتایج واقعا هیجان‌انگیزی پیدا کنیم.»