نظریه اینشتین به چالش کشیده شد: طبق ادعای مطالعه‌ای، سیاه‌چاله‌ها می‌توانند ستاره‌های یخ‌زده باشند
سیاه‌چاله‌ها یکی از آن موجودات نادری هستند که قوانین علوم را نقض می‌کنند و با بسیاری از پارادوکس‌هایی که به نظر می‌رسد غیرقابل حل هستند، مرتبط هستند. با این حال، یک مطالعه جدید نظریه‌ای را پیشنهاد می‌کند که می‌تواند همه چیزهایی را که درباره سیاه‌چاله‌ها می‌دانیم، تغییر دهد.
این مطالعه پیشنهاد می‌دهد که سیاه‌چاله‌ها در واقع ستاره‌های یخ‌زده هستند، بقایای تئوریک ستاره‌هایی که سرد شده و دیگر نور یا حرارت نمی‌دهند. همچنین به آنها سیاه‌کوتوله‌ها گفته می‌شود، ستاره‌های یخ‌زده مرحله نهایی چرخه حیات یک ستاره را نشان می‌دهند.
به طور کلی، دانشمندان معتقدند که ستاره‌ها تریلیون‌ها سال طول می‌کشند تا به مرحله سیاه‌کوتوله برسند. از آنجا که جهان ما تنها 13.7 میلیارد سال سن دارد، هنوز ستاره‌های یخ‌زده‌ای ندارد.
با این حال، در مطالعه جدید، محققان آنالیز دقیقی از شباهت‌های بین ستاره‌های یخ‌زده و سیاه‌چاله‌ها انجام دادند و متوجه شدند که نظریه آنها بسیاری از پارادوکس‌های مرتبط با مدل سنتی سیاه‌چاله‌ها را حل می‌کند.
مشکل مدل فعلی سیاه‌چاله
وقتی صحبت از سیاه‌چاله‌ها می‌شود، جامعه علمی به آنچه آلبرت اینشتین در نظریه نسبیت عام خود در سال 1915 بیان کرده‌است، دنبال می‌کند.
طبق گفته اینشتین، دو ویژگی اصلی یک سیاه‌چاله وجود دارد. اول، یک نقطه از چگالی بی‌نهایت در مرکز آن وجود دارد که به آن تکینگی گفته می‌شود. دوم، یک سیاه‌چاله افق رویداد دارد - مرزی که به چیزی اجازه خروج نمی‌دهد، حتی نور هم نمی‌تواند از آن فرار کند.
در حالی که این نظریه به طور گسترده پذیرفته شده‌است، با چالش‌های بزرگی نیز مواجه شده است. به عنوان مثال، مشاهدات دنیای واقعی نشان می‌دهد که بی‌نهایت‌ها در طبیعت نمی‌توانند وجود داشته باشند، و به همین دلیل در فیزیک همه چیز به عنوان محدود در نظر گرفته می‌شود.
تناقض دیگر ناشی از پارادوکس تابش استیون هاوکینگ است که پیشنهاد می‌کند سیاه‌چاله‌ها می‌توانند تابش منتشر کنند و به تدریج جرم خود را از دست دهند، که در نهایت منجر به تبخیر کامل آنها می‌شود. اما چگونه این ممکن است، از آنجا که اینشتین پیشنهاد کرد که چیزی از سیاه‌چاله فرار نمی‌کند؟
همچنین، اگر یک سیاه‌چاله تبخیر شود، آنگاه ماده‌ای که سیاه‌چاله را تشکیل داده‌است، نابود می‌شود. اما این قانون حفظ اطلاعات را نقض می‌کند، که می‌گوید اطلاعات، همانند ماده، نمی‌توانند خلق یا نابود شوند. حفظ اطلاعات همچنین اساس مکانیک کوانتومی را تشکیل می‌دهد.
با این حال، به گفته نویسندگان مطالعه، همه این پارادوکس‌ها زمانی حل می‌شوند که سیاه‌چاله‌ها را به عنوان ستاره‌های یخ‌زده در نظر بگیریم - اجرامی که نه تکینگی دارند و نه افق رویداد.
آیا سیاه‌چاله‌ها به عنوان ستاره‌های یخ‌زده منطقی هستند؟
در مطالعه خود، محققان نشان دادند که مقادیر تئوریک خواص ترمودینامیکی، مانند انتروپی و تابش حرارتی، برای سیاه‌چاله‌ها مشابه خواص ستاره‌های یخ‌زده است.
رامی بروشتین، نویسنده اول مطالعه و استاد فیزیک در دانشگاه بن‌گوریون در اسرائیل، به Live Science گفت: «ستاره‌های یخ‌زده نوعی تقلیدکنندگان سیاه‌چاله هستند: اجرام فوق‌العاده فشرده‌ی اخترفیزیکی که هیچ تکینگی ندارند، بدون افق هستند، اما هنوز می‌توانند همه خواص قابل مشاهده سیاه‌چاله‌ها را تقلید کنند.»
پس، اگر سیاه‌چاله‌ها ستاره‌های یخ‌زده باشند، این به این معناست که آنها یک نقطه چگالی بی‌نهایت یا تکینگی ندارند. این شرایط نشان می‌دهد که آنها از همان قوانین مربوط به محدودیت تبعیت می‌کنند که اشیای دنیای واقعی دارند.
علاوه بر این، عدم وجود افق رویداد نشان می‌دهد که تابش‌ها و ذرات می‌توانند از مرز آن فرار کنند، که با آنچه هاوکینگ درباره انتشار نور از سیاه‌چاله‌ها بیان کرد، هم‌سو است.
رامی بروشتین گفت: «ما نشان داده‌ایم که چگونه ستاره‌های یخ‌زده به‌عنوان جاذب‌های تقریباً کامل عمل می‌کنند با وجود اینکه افق ندارند و به‌عنوان منبع موج‌های گرانشی عمل می‌کنند. همچنین، آنها همان هندسه خارجی مدل سنتی سیاه‌چاله‌ها را منبع می‌دهند و خواص ترمودینامیکی متعارف آنها را بازتولید می‌کنند.
با این حال، مطالعه دارای محدودیت‌های متعددی نیز است. به عنوان مثال، باور بر این است که سیاه‌کوتوله‌ها دارای ساختار داخلی هستند در حالی که انتظار نمی‌رود این در مورد سیاه‌چاله‌ها صادق باشد.
همچنین، هیچ مدرک تجربی که تأیید کند سیاه‌چاله‌ها واقعاً ستاره‌های یخ‌زده هستند، وجود ندارد. بنابراین، تحقیقات بیشتری برای اعتبارسنجی این فرضیه مورد نیاز است.
این مطالعه در مجله Physical Review D منتشر شده‌است.
