ماذا داخل الثقب الاسود
ماذا يوجد داخل الثقب الأسود؟
إذا أردت معرفة الجواب عن هذا السؤال فعليك اكتشاف ذلك بنفسك فلا أحد سيخبرك .. أنت على وشك القفز في حفرة سوداء ، هناك حيث يقبع المجهول. الآن أنت تفكر بطريقة ما تبقيك على قيد الحياة هناك ؟ ترى أين سينتهي بك المطاف في النهاية وما الحكايات المحيرة التي سترويها للعالم لو نجحت في العودة إلى بيتك سالما من داخل الثقب الاسود ؟
الإجابة البسيطة على كل هذه الأسئلة هي كما يوضح البروفيسور ريتشارد ماسي ، “لا أحد يعلم؟” كباحث في الجمعية الملكية في معهد علم الكومبيوتر الحاسوبي في جامعة دورهام ، يدرك البروفيسور ماسي تمامًا أن أسرار الثقب الاسود عميقة.. فحسب رأيه لا يمكن لأحد تجاوز أفق الحدث أن يرسل رسالة مرة أخرى و سوف يتمزق إلى أجزاء بفعل الجاذبية الهائلة يضيف ماسي ” أشك في أن أي شخص يسقط داخل الثقب الاسود سيصل إلى أي مكان.”
إذا كان هذا يبدو كإجابة مخيبة للآمال ومؤلمة فيجب توقعها. منذ نشأة النظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين تنبأت بالثقوب السوداء من خلال ربط الزمكان بفعل الجاذبية . ومن المعروف أن الثقب الاسود ينجم عن وفاة نجم ضخم يخلف وراءه نواة صغيرة و كثيفة وبافتراض أن هذا اللب يحتوي على أكثر من ثلاثة أضعاف كتلة الشمس تقريبًا فإن الجاذبية سوف تطغى إلى درجة تجعلها تتكثف في مكان واحد.
سيكون للثقب الاسود غير القابل للسكن الناتج قوة سحب ثقيلة قوية لا يمكن للضوء أن يتجنبها. لذلك ، إذا وجدت نفسك في أفق الحدث – النقطة التي لا يمكن للضوء والمادة أن تمر فيها إلى الداخل ، – كما اقترح الفلكي الألماني كارل شوارزشيلد – فلا مفر. وفقًا لما ذكره ماسي ، فإن قوى المد والجزر ستقلل جسمك إلى خيوط من الذرات (أو “spaghettification” ، كما هو معروف أيضًا) ، وسينتهي الأمر في النهاية بتفكيكها. إن فكرة أنه يمكنك الخروج في مكان ما – ربما في الجانب الآخر – تبدو خيالية تمامًا.
ماذا عن الثقب؟
أو هو؟ على مر السنين درس العلماء في إمكانية أن الثقب الاسود او الثقوب السوداء قد تكون ثقوبًا في مجرات أخرى. قد يكونون طريقًا إلى عالم آخر.
لطالما كانت هذه الفكرة تطفو على السطح لبعض الوقت: استعان أينشتاين مع ناثان روزن بجسر النظريات التي تربط نقطتين مختلفتين في الزمكان في عام 1935. لكنها اكتسبت أرضية جديدة في الثمانينيات عندما قام الفيزيائي كيب ثورن بمناقشة حول ما إذا كانت الأجسام يمكن أن تنتقل جسديًا من خلال تلك الثقوب الدودية .
وقال ماسي “إن قراءة كتاب كيب ثورن الشهير عن الثقوب هو ما أثار فضولي للفيزياء عندما كنت طفلاً”. لكن لا يبدو أنه من المحتمل وجود فتحات ثقوب داخل الثقب الاسود .
في الواقع ، كتب ثورن ، الذي قدم مشورته الخبيرة إلى فريق الإنتاج لفيلم هوليود بين النجوم أو انترستيلر : “لا نرى أشياء في عالمنا يمكن أن تصبح ثقوبًا مع تقدمهم في السن” ، في كتابه “علم النجوم”.ثم أخبر ثورن أن الرحلات عبر هذه الأنفاق النظرية ستبقى على الأرجح خيالًا علميًا ، ولا يوجد بالتأكيد دليل دامغ على أن وجود ثقب اسود يمكن أن يسمح بمثل هذا الممر.
إذا كانت الثقوب موجودة ، فقد تؤدي إلى كون آخر. لكن لا يوجد دليل على أن الثقوب الدودية حقيقية أو أن الثقب الأسود سيكون بمثابة معبر.
ولكن المشكلة هي أننا لا نستطيع أن نقترب من رؤيتنا لأنفسنا. لماذا ، لا يمكننا حتى التقاط صور لأي شيء يحدث داخل ثقب أسود – إذا لم يستطع الضوء الهروب من جاذبيته الهائلة ، فلا يمكن التقاط أي شيء بواسطة الكاميرا. في الوقت الحالي ، تشير النظرية إلى أن أي شيء يتجاوز أفق الحدث يضاف ببساطة إلى الثقب الأسود ، والأكثر من ذلك ، لأن الزمن يشوه بالقرب من هذه الحدود ، ويبدو أن هذا يحدث ببطء شديد ، لذلك لن تكون الإجابات بسرعة متناسبة مع زمننا.
وقال دوغلاس فينكبينر أستاذ الفلك والفيزياء بجامعة هارفارد “أعتقد أن الثقوب السوداء تؤدي إلى نهاية الزمن”. “لن يرى أحد من المراقبين بعيدًا على الأرض صديقهم رائد الفضاء يسقط في الثقب الأسود. سيصبح أكثر إحمرارًا وخشونة مع اقترابه من أفق الحدث .
ثقب اسود إلى ثقب ابيض
بالتأكيد ، إذا كانت الثقوب السوداء تؤدي إلى جزء آخر من مجرة أو كون آخر ، فستكون هناك حاجة إلى عكس ذلك على الجانب الآخر. هل يمكن أن تكون هذه ثقبا أبيض وتلك نظرية طرحها عالم الكونيات الروسي إيغور نوفيكوف في عام 1964؟ اقترح نوفيكوف أن هناك ثقبًا أسود يرتبط بثقب أبيض موجود في الماضي. على عكس جيش التحرير الشعبى الصينى
سوف يسمح الثقب الأبيض للضوء والمادة بالخروج لكنهما لن يكونا قادرين على الدخول.
واصل العلماء استكشاف العلاقة المحتملة بين الثقوب السوداء والبيضاء. في دراستهم التي نُشرت عام 2014 في مجلة فيزيكال ريفيوز ، زعم الفيزيائيان كارلو روفيلي وهال هاغارد أن “هناك معيارًا كلاسيكيًا يرضي معادلات آينشتاين خارج منطقة فضاء زمنية محدودة حيث تنهار المادة في ثقب اسود ثم تخرج من ثقب ابيض في حينه وقد تصبح الثقوب السوداء ثقوبًا بيضاء عند موتها.
بعيدا عن تدمير المعلومات التي تمتصها ، سيتم إيقاف انهيار الثقب الأسود. سيكون بدلاً من ذلك تجربة ارتداد كمية ، مما يسمح للمعلومات بالهروب. إذا كان الأمر كذلك ، فسوف يلقي بعض الضوء على اقتراح قدمه عالم الكونيات والفيزيائي النظري السابق بجامعة كامبريدج ستيفن هوكينج الذي استكشف في السبعينيات احتمال أن تنبعث من الثقوب السوداء جسيمات وإشعاع نتيجة للتموجات الكمومية.
قال هوكينج إن الثقب الأسود لا يدوم إلى الأبد. و حسب هوكينج فإن الإشعاع من شأنه أن يتسبب في فقد ثقب أسود للطاقة وتقليصه واختفائه ، كما هو موضح في بحثه المنشور عام 1976 في دورية فيزيكال ريفيوز . بالنظر إلى ادعاءاته بأن الإشعاع المنبعث سيكون عشوائيًا ولا يحتوي على معلومات حول ما حدث ، الثقب الأسود ، عند انفجاره ، سيمحو الكثير من المعلومات.
هذا يعني أن فكرة هوكينج كانت على خلاف مع نظرية الكم ، التي تقول إنه لا يمكن تدمير المعلومات. توضح الفيزياء أن المعلومات تصبح أكثر صعوبة لأنه ، في حالة ضياعها ، يصبح من المستحيل معرفة الماضي أو المستقبل. أدت فكرة هوكينج إلى “مفارقة معلومات الثقب الأسود” وقد حير العلماء لفترة طويلة. قال البعض إن هوكينج كان مخطئًا تمامًا ، وقد أعلن الرجل نفسه أنه ارتكب خطأ أثناء مؤتمر علمي في دبلن عام 2004.
لذلك ، هل نعود إلى مفهوم الثقوب السوداء التي تنبعث منها المعلومات المحفوظة ورميها مرة أخرى عبر ثقب أبيض؟ يمكن. في دراستهم التي نُشرت عام 2013 في دورية فيزيائية ، قام خورخي بولين في جامعة ولاية لويزيانا ورودولفو جامبيني بجامعة الجمهورية في مونتيفيديو ، أوروغواي ، بتطبيق الجاذبية الكمومية للحلقة على الثقب الأسود ووجدا أن الجاذبية ازدادت نحو الجوهر ولكنها انخفضت وتقلصت كل ما كان يدخل منطقة أخرى من الكون. أعطت النتائج مصداقية إضافية لفكرة أن الثقوب السوداء هي بمثابة البوابة. في هذه الدراسة ، لا يوجد تفرد ، وبالتالي لا يشكل حاجزًا لا يمكن اختراقه وينتهي به المطاف في سحق كل ما يواجهه. وهذا يعني أيضًا أن المعلومات لا تختفي.
وراء الثقوب السوداء
ربكا يفضي الثقب الاسود الى مكان ما ومع ذلك ، فإن الفيزيائيين أحمد المهيري ودونالد مارولف وجوزيف بولشينسكي وجيمس سولي ما زالوا يعتقدون أن هوكينج ربما كان محقا في شيء ما. لقد عملوا على نظرية أصبحت تعرف باسم جدار الحماية أو فرضية جدار الحماية للثقب الأسود. من خلال حساباتهم ، كان بإمكان ميكانيكا الكم تحويل أفق الحدث إلى جدار ناري عملاق وأي شيء يمكن ملامسته سيحترق في لحظة. وبهذا المعنى ، لا تؤدي الثقوب السوداء إلى أي مكان لأنه لا يمكن لأي شيء الدخول إلى الداخل.
هذا ، مع ذلك ، ينتهك نظرية النسبية العامة لأينشتاين. لا ينبغي أن يشعر شخص ما يعبر أفق الحدث بأي مشقة كبيرة لأن أي كائن سيكون في حالة سقوط حر ، وبناءً على مبدأ التكافؤ ، لن يشعر هذا الكائن – أو الشخص – بالآثار القصوى للجاذبية. يمكن أن يتبع قوانين الفيزياء الموجودة في أي مكان آخر في الكون ، ولكن حتى لو لم يتعارض مع مبدأ أينشتاين ، فإنه سيقوض نظرية المجال الكمومي أو يشير إلى أن المعلومات يمكن أن تضيع.
ثقب أسود من عدم اليقين
في عام 2014 ، نشر هوكينج دراسة تجنّب فيها وجود أفق الحدث بمعنى أنه لا يوجد شيء يحترق قائلاً أن الانهيار التثاقلي سيؤدي إلى “أفق ظاهر” بدلاً من ذلك.
من شأن هذا الأفق أن يحبس أشعة الضوء التي تحاول الابتعاد عن لب الثقب الاسود ، وستستمر “لفترة من الزمن”. في إعادة التفكير ، تحتفظ الآفاق الواضحة بشكل مؤقت بالمواد والطاقة قبل حلها والإفراج عنها لاحقًا. يتلاءم هذا التفسير مع نظرية الكم – التي تقول إنه لا يمكن تدمير المعلومات – وإذا ثبت ذلك ، فإنه يشير إلى أن أي شيء يمكن أن يفلت من الثقب الاسود.
ذهب هوكينج إلى حد قول الثقوب السوداء قد لا تكون موجودة. وكتب يقول “يجب إعادة تعريف الثقوب السوداء كحالات مربوطة ثابتة لحقل الجاذبية”. لن يكون هناك تفرد ، وبينما يتحرك الحقل الظاهر إلى الداخل بسبب الجاذبية ، فإنه لن يصل أبدًا إلى الوسط ويتم توحيده داخل كتلة كثيفة.
وحتى الآن أي شيء ينبعث لن يكون في شكل معلومات ابتلعت. سيكون من المستحيل معرفة ما حدث من خلال النظر إلى ما سيحدث ، والذي يسبب مشاكل خاصة به – ليس أقلها ، على سبيل المثال ، للإنسان الذي وجد نفسه في مثل هذا الموقف المقلق. لن يشعروا بالشيء نفسه مرة أخرى!
شيء واحد مؤكد ، أن هذا اللغز الخاص سوف يبتلع ساعات علمية عديدة لفترة طويلة قادمة. اقترح باحثان مؤخرًا أن مكونًا من المادة المظلمة يمكن أن يتشكل من بقايا الثقوب السوداء المتبخرة ، وتم إصدار ورقة هوكينج حول الثقوب السوداء و “الشعر الناعم” في عام 2018 ، ويصف كيفية ترك جزيئات الطاقة الصفرية حول هذه النقطة بلا عودة ، الفكرة التي توحي بأن المعلومات لا تضيع بل يتم التقاطها . و تبقى كل تلك الأفكار مجرد احتمالات حتى يعود أحدهم من داخل الثقب الاسود ليحمل الخبر اليقين .
