الثقوب البيضاء - التوأم المعاكس للثقوب السوداء

[إعلان 1]

لا يزال وجود الثقوب البيضاء، وهي هياكل كونية عملاقة تصد كل الأجسام التي تقترب منها، مثيرا للجدل ويعتبر بمثابة "شبح" ولد من رياضيات النسبية العامة.

تمكن تلسكوب أفق الحدث من تصوير الثقب الأسود الهائل في مركز مجرة M87. الصورة: تعاون EHT — تمكن تلسكوب أفق الحدث من تصوير الثقب الأسود الهائل في مركز مجرة M87. الصورة: *تعاون EHT*

الثقوب السوداء هي مناطق انهيار جاذبي كامل، حيث تتغلب الجاذبية على جميع القوى الأخرى في الكون وتضغط كتلة من المادة إلى نقطة صغيرة للغاية تسمى التفرد. يحيط بالتفرد أفق الحدث، وهو ليس حدودًا فيزيائية صلبة ولكنه ببساطة حدود حول التفرد، حيث تكون الجاذبية قوية جدًا لدرجة أن لا شيء، ولا حتى الضوء، يستطيع الهروب.

عندما يموت نجم ضخم، فإن وزنه الهائل يضغط على قلبه، مما يؤدي إلى تشكل ثقب أسود. أي مادة أو إشعاع يقترب كثيرًا من الثقب الأسود يتم التقاطه بواسطة جاذبيته القوية وسحبه إلى ما دون أفق الحدث، مما يؤدي إلى تدميره.

يفهم الخبراء كيفية تشكل الثقوب السوداء وكيفية تفاعلها مع بيئتها من خلال نظرية النسبية العامة لأينشتاين. النسبية العامة لا تهتم بتدفق الزمن. المعادلات متماثلة زمنياً، وهذا يعني أنها تعمل بشكل جيد رياضياً سواء تحركت للأمام أو للخلف في الزمن.

إذا قمنا بتصوير عملية تكوين الثقب الأسود ثم قمنا بتشغيله، فسنرى جسمًا يصدر الإشعاع والجسيمات. في النهاية سوف ينفجر، ويترك خلفه نجمًا عملاقًا. هذا هو الثقب الأبيض، ووفقًا لنظرية النسبية العامة، فإن هذا السيناريو ممكن تمامًا.

الثقوب البيضاء هي هياكل كونية نظرية تعمل بطريقة معاكسة للثقوب السوداء. الصورة: المستقبل/آدم سميث — الثقوب البيضاء هي هياكل كونية نظرية تعمل بطريقة معاكسة للثقوب السوداء. الصورة: *المستقبل/آدم سميث*

الثقوب البيضاء أغرب حتى من الثقوب السوداء. وسوف يظل لديهم تفرد في المركز وأفق الحدث على الحافة الخارجية. إنها لا تزال أجسامًا ضخمة، ذات جاذبية قوية. ولكن أي مادة تقترب من الثقب الأبيض سيتم إخراجها على الفور بسرعات أسرع من الضوء، مما يتسبب في توهج الثقب الأبيض بشكل ساطع. أي شيء خارج الثقب الأبيض لن يكون قادرًا على الدخول، لأنه سيحتاج إلى السفر بسرعة أكبر من الضوء للعبور إلى أفق الحدث.

ومع ذلك، فإن وجود الثقوب البيضاء يظل مثيرا للجدل لأن النسبية العامة ليست النظرية الوحيدة في الكون. هناك فروع أخرى للفيزياء تشرح كيفية عمل الكون، مثل نظريات الكهرومغناطيسية والديناميكا الحرارية.

في الديناميكا الحرارية هناك مفهوم الإنتروبيا، وهو ببساطة مقياس للاضطراب في نظام ما. ينص القانون الثاني للديناميكا الحرارية على أن إنتروبيا الأنظمة المغلقة لا يمكن أن تنخفض.

على سبيل المثال، إذا قمت بإلقاء بيانو في آلة تقطيع الخشب، فسيكون الناتج عبارة عن مجموعة من القطع. تزداد الفوضى في النظام، مما يلبي القانون الثاني للديناميكا الحرارية. ولكن إذا قمت بإلقاء قطع عشوائية في نفس آلة تقطيع الخشب، فلن يكون الناتج عبارة عن بيانو كامل لأن ذلك من شأنه أن يقلل من الفوضى. وبناء على ذلك، فإنه من غير الممكن ببساطة إعادة عملية تشكل الثقوب السوداء للحصول على ثقوب بيضاء، لأن هذا يقلل من الإنتروبيا، ولا يمكن للنجوم أن تتشكل من انفجار عنيف.

لذا فإن الطريقة الوحيدة لتشكل الثقوب البيضاء هي أن تحدث عملية غريبة في الكون المبكر والتي تجنبت مشكلة انخفاض الإنتروبيا. لقد كانوا موجودين منذ بداية الكون.

ومع ذلك، فإن الثقب الأبيض سوف يظل غير مستقر للغاية. إنهم يسحبون المادة نحوهم، لكن لا شيء يستطيع عبور أفق الحدث. أي شيء، حتى الفوتون (جسيم الضوء) سوف يتم تدميره بمجرد اقترابه من الثقب الأبيض. لن يتمكن الجسيم من عبور أفق الحدث، مما يتسبب في ارتفاع طاقة النظام بشكل كبير. في النهاية، يصبح للجسيم قدر كبير من الطاقة لدرجة أنه يتسبب في انهيار الثقب الأبيض إلى ثقب أسود، مما ينهي وجوده. لذا، ورغم أن الأمر مثير للاهتمام، إلا أن الثقوب البيضاء لا تبدو وكأنها هياكل كونية حقيقية، بل هي "أشباح" ولدت من رياضيات النسبية العامة.

ثو تاو (حسب الفضاء )

[إعلان 2]
رابط المصدر