📌ماهیت فضا زمان چیست؟

📌ماهیت فضا زمان چیست ؟

⚡او و سایر نظریه‌پردازان، سیاهچاله‌ها را به‌عنوان نقطه‌ی اتکا مطالعه می‌کنند. چه اتفاقی می‌افتد وقتی شما معادلاتی می‌سازید که تحت شرایط آزمایشگاهی عالی عمل می‌کنند و آن‌ها را برای شدیدترین شرایط ممکن برون‌یابی می‌کنید؟ آیا عیب و نقص‌های ظریف خود را نشان خواهند داد؟ نسبیت عام پیش‌بینی می‌کند که ماده با سقوط در سیاهچاله با نزدیک شدن به مرکز آن، بدون محدودیت فشرده می‌شود؛ یک چرخه‌ی ریاضی به نام تکینگی (singularity). نظریه‌پردازان نمی‌توانند مسیر یک شی را فراتر از تکینگی برون‌یابی کنند درواقع خط زمانی آن شی آنجا تمام می‌شود. حتی صحبت کردن از «آنجا» هم مشکل‌ساز است؛ چون همان فضا-زمانی‌که مکان تکینگی را تعیین می‌کند، دیگر وجود ندارد. پژوهشگران امیدوارند نظریه‌ی کوانتوم بتواند موشکافانه روی آن نقطه تمرکز کند و اتفاقی را که بر سر ماده می‌آید، کشف کند.
﹍
⚡بیرون، در مرزهای سیاه‌چاله، ماده آنقدرها فشرده نیست، گرانش ضعیف‌تر است و اساسا قوانین شناخته‌شده‌ی فیزیک باید هنوز حاکم باشند. این جا است که قضیه پیچیده‌تر می‌شود؛ چون اینطور نیست. هر سیاهچاله‌ای یک افق رویداد دارد؛ نقطه‌ای که از آن بازگشتی نیست. همچنین ماده‌ای که نزدیک‌تر از آن شود، نمی‌تواند برگردد؛ این نزول برگشت‌ناپذیر است. مشکل همینجا است چون همه‌ی قوانین اساسی شناخته‌شده‌ی فیزیک، که شامل مکانیک کوانتوم هم می‌شود، برگشت‌پذیرند. حداقل روی کاغذ، باید قادر باشیم که حرکت همه‌ی ذرات را برعکس کنیم و چیزی را که داشته‌ایم، بازیابیم. مسئله‌ی مشابهی در اوایل قرن نوزدهم نیز فکر فیزیکدانان را به خود مشغول کرده بود.

⚡آن زمان، محاسبات یک «جسم سیاه» مطرح شده بود که با یک حفره‌ی پر از پرتوهای الکترومغناطیس توصیف می‌شد. نظریه‌ی الکترومغناطیس جیمز کلرک ماکسول، پیش‌بینی می‌کرد که چنین چیزی همه‌ی پرتوهایی را که به سمتش تابانده شده بود، جذب خواهد کرد و هیچ وقت با ماده‌ی محیط به تعادل نمی‌رسد. به زبان ترمودینامیک، جسم سیاه عملا دمای صفر مطلق را خواهد داشت. این نتیجه‌گیری با مشاهدات واقعی در تناقض بود (مثلا فر آشپزخانه را در نظر بگیرید). اینشتین با همکاری ماکس پلانک نشان داد که یک جسم سیاه می‌تواند به تعادل دمایی برسد، اگر انرژی پرتوی در واحدهایی گسسته، یا کوانتا بر آن وارد شود.
﹍
⚡فیزیکدانان نظری تقریبا نیم قرن کار کردند تا به چنین معادله‌ی تعادلی برای سیاهچاله‌ها دست یابند. استیون هاوکینگ از دانشگاه کمبریج گام مهمی را در اواسط دهه‌ی ۱۹۷۰ برداشت. او نظریه‌ی کوانتوم را به میدان پرتوتابی اطراف سیاهچاله اعمال کرد و نشان داد که آن‌ها دمایی غیر از صفر دارند. در نتیجه، آن‌ها نمی‌توانند فقط جذب کنند، بلکه از خود انرژی هم ساطع می‌کنند. با اینکه کارهای او سیاهچاله را تحت سلطه‌ی قوانین ترمودینامیک درآورد ولی باعث نشد چیزی از مشکل برگشت‌ناپذیری حل شود. پرتوی که از سیاهچاله می‌آید، تنها از ناحیه‌ی بیرونی حفره آمده است و هیچ اطلاعاتی درباره‌ی داخل آن به ما نمی‌دهد.

⏮ادامه دارد ...
🆔@nojom_new🔭