چالشی دیگر برای بی‌اعتبار کردن نظریه نسبیت اینشتین؛ ساخت سیاه چاله مصنوعی غیرممکن است

سیاه چاله را شاید بتوان یکی از بزرگترین معماهای جهان دانست. بر اساس نظریه نسبیت اینشتین باید امکان ساخت سیاه چاله مصنوعی وجود داشته باشد؛ اما شواهد نشان می‌دهد که اینگونه نیست. آیا باورهای پیشین ما اشتباه بوده‌اند؟

نظریه نسبیت اینشتین تاکنون توانسته در مورد بسیاری از رخدادهای فضایی پاسخ داشته باشد. این نظریه حتی توانست به‌درستی وجود سیاه چاله ها را پیش‌بینی کند. هرچند این روزها در اخبار علمی مقالات گوناگونی را مشاهده می‌کنیم که باعث می‌شوند در درستی نظریه نسبیت تردید کنید. اخیرا نیز مسئله ساخت سیاه چاله مصنوعی باعث ایجاد یک چالش مهم شده است.

برخلاف پیش‌بینی‌ها ساخت سیاه چاله مصنوعی هرگز امکان‌پذیر نخواهد بود

بر اساس نظریه نسبیت اینشتین اگر نور به‌شدت در یک نقطه فوق‌العاده کوچک متمرکز شود، امکان ایجاد سیاه چاله وجود دارد. این جرم فضایی عجیب Kugelblitze نام خواهد داشت. هرچند با این تفاوت که به‌باور دانشمندان هرگز چنین چیزی در جهان هستی ایجاد نمی‌شود.

این مسئله نه‌تنها نسبیت را به‌چالش می‌کشد، بلکه باعث می‌شود محدودیت‌های زیادی برای مدل‌های کیهان‌شناسی ما ایجاد شود. سیاه چاله در میان عجیب‌ترین و جذاب‌ترین اجرام جهان هستی قرار دارد. به‌طورکلی آنها زمانی شکل می‌گیرند که یک ستاره بزرگ به پایان حیات خود برسد. در آن زمان انرژی آزاد شده در نتیجه واکنش‌های اتمی هسته ستاره دیگر توان خنثی کردن نیروی گرانش را ندارد.

با وجود نظریه مربوط به شکل‌گیری طبیعی، یک نظریه نیز در مورد ساخت سیاه چاله مصنوعی وجود دارد. در این مدل به‌جای فروپاشی هسته ستاره، باید حجم فوق‌العاده زیادی از تشعشات الکترومغناطیسی (مثل نور) در یک نقطه کوچک متمرکز شوند. اگرچه نور جرم ندارد؛ اما می‌تواند حامل انرژی باشد. بر اساس نظریه نسبیت نیز انرژی می‌تواند در بافت فضا-زمان خمیدگی ایجاد کند. چیزی که در نهایت به ایجاد گرانش منجر می‌شود.

بر همین اساس، امکان ساخت سیاه چاله مصنوعی به‌صورت تئوری وجود دارد. در واقع این اصول در مورد نسبیت عام کلاسیک کاملا درست هستند؛ اما نمی‌توانند در مورد پدیده‌های کوانتومی پاسخگو باشند. به‌همین‌خاطر José Polo-Gómez، استاد فیزیک دانشگاه واترلو تصمیم گرفت با کمک همکارانش اثر شوینگر را بر مسئله ساخت سیاه چاله مصنوعی بررسی کند.

وقتی به‌دلیل تمرکز شدید نور انرژی الکترومغناطیسی عظیمی روانه یک نقطه کوچک شود، بخشی از انرژی به ماده (به‌صورت جفت‌های الکترون پوزیترون) تبدیل خواهد شد. این اثر کوانتومی با نام اثر شوینگر شناخته می‌شود.

دانشمندان در پژوهش‌های خود می‌خواستند متوجه شوند که سرعت تولید جفت الکترون-پوزیترون چه تاثیری بر از بین رفتن انرژی در میدان الکترومغناطیسی خواهند داشت. اگر سرعت خالی شدن انرژی از سرعت پر شدن مجدد آن پیشی بگیرد، مشخص می‌شود که امکان ساخت سیاه چاله مصنوعی در فضا وجود ندارد. بررسی‌ها نشان دادند که حتی در شدیدترین حالت، نور نمی‌تواند انرژی لازم برای شکل‌گیری سیاه چاله را ایجاد کند.

به‌بیان ساده‌تر سیاه چاله را به‌صورت مصنوعی نه می‌توان در آزمایشگاه و نه در فضا ساخت. حتی اگر بخواهیم شدیدترین و قوی‌ترین لیزرهای ممکن را از روی زمین استفاده کنیم، باز هم انرژی ایجاد شده ۵۰ برابر کمتر از میزان مورد نیاز خواهد بود.

یافته‌های جدید به‌خوبی نشان می‌دهند که نمی‌توان با ساخت سیاه چاله در آزمایشگاه یکی از معماهای بزرگ جهان را حل کرد. همچنین حالا می‌توانیم با خیال راحت بگوییم که امکان انجام سفرهای بین‌ستاره‌ای با کمک سیاه چاله مصنوعی وجود ندارد. البته پژوهش اشاره شده یک جنبه مثبت هم دارد. این پژوهش نشان داد که می‌توان از اثرات کوانتوم برای حل مشکلات مربوط به گرانش استفاده کرد و حتی مسائل مهم علمی را پاسخ داد.

جالب اینجاست که Eduardo Martín-Martínez، استاد فیزیک دانشگاه واترلو پیش‌بینی‌های هیجان‌انگیزی در این زمینه دارد. وی بر این باور است که باید پژوهش‌های بیشتری در مورد وضعیت گرانشی ماده کوانتومی انجام شود. مخصوصا در حالاتی که ماده کوانتومی شرایط عادی انرژی را از بین می‌برد.

در این حالت می‌توان امیدوار بود که بافت‌های عجیب فضا-زمان پدید آیند. به‌عنوان مثال شاید روزی شاهد گرانش برعکس باشیم که همه‌چیز را پس می‌زند. شاید هم روزی ماشین وارپ یا کرم‌چاله‌ها پدیدار شوند تا بلکه انسان به قسمت‌های دست‌نیافتنی از جهان هستی سفر کند. ظاهرا عدم امکان ساخت سیاه چاله مصنوعی راه‌های جذاب‌تری را در مقابل انسان قرار داده است.

بیشتر بخوانید: دانشمندان می‌خواهند با ایجاد سیاه چاله مصنوعی به اعماق فضا سفر کنند انسان در نتیجه تکامل سیاه چاله شکل گرفته است نظریه نسبیت اینشتین به مشکل جدی خورده است!