تناقضی در فیزیک سیاه‌چاله‌ها
تناقضی در فیزیک سیاه‌چاله‌ها
مجله علمی ایلیاد - تایید وجود سیاه‌چاله‌ها در قرن ۲۱ انجام شد و به همین خاطر عجیب نیست که هنوز نادانسته‌های بشر در مورد این اجرام آسمانی زیاد باشد. اخیراً دانشمندان در تلاش برای حل معادلات گرانش کوانتومی در مورد سیاه‌چاله‌ها بوده‌اند که دریافته‌اند این اجرام ناشناخته به فضای اطراف خود فشار وارد می‌کنند.
«استیون هاوکینگ» سال‌های گذشته پیش‌بینی کرده بود که سیاه‌چاله‌ها دارای دما هستند و از خود تشعشعاتی به بیرون پرتاب می‌کنند و به همین خاطر در صورت تغذیه نشدن، در طول زمان کوچک و کوچک‌تر می‌شوند.
مطالعات جدید دانشمندان نشان داده است که سیاه‌چاله‌ها علاوه بر دما دارای فشار نیز هستند. اگر سیاه‌چاله‌ها تنها با روابط نسبیت عام مورد بررسی قرار گیرند، می‌توان نشان داد که این اجرام دارای تکینگی در مرکز خود هستند که در آنجا قوانین فیزیک دنیای ما عمل نمی‌کند. با این حال، اگر تئوری میدان کوانتومی با نسبیت عام ترکیب شود، احتمالاً می‌توان توضیح جدیدی برای سیاه‌چاله‌ها پیدا کرد. انجام این کار توسط دانشمندان دانشگاه ساسکس انگلیس توانست برای اولین بار نشان دهد که سیاه‌چاله‌ها نیز دارای فشار هستند.
اینکه چه چیزی باعث ایجاد فشار در سیاه‌چاله‌ها می‌شود ناشناخته است، ولی محاسبات دانشمندان نشان داده است که فشار هر چند ناچیز درون سیاه‌چاله‌ها وجود دارد. محاسبات دانشمندان نشان داده است که فشار یک سیاه‌چاله که به اندازه‌ی خورشید جرم داشته باشد، منفی است و مقدار آن در حد (2e-46 بار) است. این مقدار فشار را با فشار سطح دریاهای زمین که ۱ بار است مقایسه کنید و مشخص است که فشار در سیاه‌چاله خیلی ناچیز است.
منفی بودن فشار در سیاه‌چاله معنی واضحی دارد؛ سیاه‌چاله در حال کوچک‌تر شدن است و رشد نمی‌کند. این نتیجه با پیش‌بینی استیون هاوکینگ همخوانی دارد. به هر حال، یافته‌های این مطالعه جدید می‌تواند به تلاش‌ها در جهت تجمیع نسبیت عام با مکانیک کوانتوم که در مقیاس‌های کوچک عمل می‌کند، کمک‌کننده باشد.
تکینگی سیاه‌چاله به صورت ریاضیاتی به عنوان یک نقطه‌ی تک بعدی که چگالی بسیار بالایی دارد، تعریف می‌شود. در این نقطه نسبیت عام عمل نمی‌کند، ولی میدان گرانشی اطراف آن‌را می‌توان به صورت نسبی تعریف کرد. بر اساس نسبیت عام، اطلاعاتی که در پشت یک سیاه‌چاله ناپدید می‌شوند، برای همیشه از بین رفته‌اند، ولی بر اساس مکانیک کوانتوم اینچنین نیست.
این تناقض را «تناقض اطلاعات سیاه‌چاله» می‌نامند که اگر بتوان فضا-زمان اطراف سیاه‌چاله را به صورت ریاضیاتی کاوش کرد، می‌توان این تناقض را نیز برطرف کرد. این مطالعه‌ی جدید در واقع قدم مهمی در این زمینه برداشته است. وجود فشار هر چند ناچیز در سیاه‌چاله ایجادکننده‌ی احتمالات متعددی است و باید از نقطه نظر اخترفیزیکی، فیزیک ذرات و فیزیک کوانتوم مورد مطالعه‌ی بیشتر قرار گیرد.