نسبیت عام یک نظریه ریاضی کاملاً پیچیده است ، اما توصیف آن از سیاهچاله ها (Black holes) به طرز شگفت انگیزی ساده است. سیاهچاله ها را فقط با سه ویژگی جرم ، بار الکتریکی و چرخش می توان توصیف کرد. در واقع فقط دو خاصیت لازم است چون سیاهچاله ها بارالکتریکی زیادی ندارند. اگر جرم و چرخش سیاهچاله ها را بدانید، همه چیز درباره سیاهچاله را خواهید دانست. اما آیا نظریه کوانتوم هم بر این باور است؟
در ادامه با نبض دیجیتال همراه شوید.
افق رویداد یک سیاهچاله به باور یعقوب بکنشتاین کاملاً صاف و بدون هیچ بخش اضافی است. این ویژگی غالباً به عنوان نظریه عدم موی سر خلاصه می شود. این نظریه بر این اساس است که وقتی یک ماده در سیاه چاله سقوط کند، تنها ویژگی ای که برایش باقی می ماند جرم است.
حال اگر نظریه بدون مو درست باشد، اطلاعات موجود در یک جسم با عبور از افق رویداد از بین می رود که این موضوع با باور نظریه کوانتوم در تضاد است؛ یعنی بر اساس نظریه کوانتوم اطلاعات یک جسم با عبور از افق رویداد هرگز از بین نمی روند. بنابراین نظریه معتبر گرانش با نظریه معتبر کوانتوم مغایرت دارد. این امر منجر به مشکلاتی مانند پارادوکس فایروال می شود، که نمی تواند تصمیم بگیرد که یک افق رویداد باید گرم باشد یا سرد!
چندین تئوری با تکیه بر نظریه نسبیت برای حل این تناقض ارائه شده است. تفاوت بین نظریه نسبیت استاندارد و این نظریه های اصلاح شده فقط در شرایط دید ناظر است.
مقاله جدید در Physical Review Letters چگونگی مطالعه سیاهچاله ها را از طریق ویژگی چرخش آن ها نشان می دهد.
بسیاری از نظریه های نسبیت اصلاح شده یک پارامتر اضافی دارند که در نظریه استاندارد دیده نمی شود. این نظریه ها به عنوان یک میدان اسکالر بدون جرم شناخته می شوند و به مدل اینشتین اجازه می دهند تا با تئوری کوانتوم ارتباط برقرار کند.
در این کار جدید، تیم بررسی کرد که چگونه چنین میدان اسکالر به چرخش سیاه چاله متصل شود. آنها دریافتند که در چرخش های کم، ویژگی های یک سیاهچاله اصلاح شده از مدل استاندارد قابل تشخیص نیست، اما در چرخش های زیاد، میدان اسکالر اجازه می دهد تا سیاهچاله دارای ویژگی های اضافی باشد. به عبارت دیگر، در این مدل های جایگزین، سیاهچاله هایی که به سرعت در حال چرخش هستند، می توانند مو داشته باشند.
جنبه های مویی سیاهچاله های چرخان فقط در نزدیکی افق رویداد دیده می شود، اما بر روی ادغام سیاهچاله ها نیز تأثیر می گذارد. همانطور که نویسندگان اشاره کردند، رصدخانه های موج گرانشی آینده باید بتوانند از سیاهچاله هایی که به سرعت در حال چرخش هستند استفاده کنند تا تعیین کنند آیا این روش جایگزین مناسبی برای نسبیت عام می تواند باشد یا خیر.
نظریه نسبیت عام انیشتین تاکنون از هر چالش مشاهده ای عبور کرده است، اما احتمالاً در شدیدترین محیط های جهان در هم خواهد شکست. مطالعاتی مانند این نشان می دهد که چگونه ممکن است بتوانیم نظریه بعدی را کشف کنیم.
بیشتر بخوانید:
- توضیح گرانش بدون نظریه ریسمان امکان پذیر است
- ارتباط جت پلاسما با قدرت چرخش سیاهچاله و شار مغناطیسی
- درخشندگی سیاه چاله های موجود در کهکشان راه شیری فراتر از آنچه تصور میشد
- قلب سیاه چاله هنوز در حال تپیدن است
- برخورد سیاهچاله ها به هم و انفجار آنها با شعله های آتش فوق العاده عجیب
منبع: phys
