الثقوب البيضاء - التوأم المعاكس للثقوب السوداء

[إعلان_1]

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

صوّر تلسكوب أفق الحدث الثقب الأسود الهائل في مركز المجرة M87. الصورة: تعاون EHT — صوّر تلسكوب أفق الحدث الثقب الأسود الهائل في مركز المجرة M87. الصورة: *تعاون EHT*

الثقوب السوداء مناطق انهيار جاذبي كامل، حيث تتغلب الجاذبية على جميع القوى الأخرى في الكون، وتضغط كتلة من المادة في نقطة متناهية الصغر تُسمى "المفردة". يحيط بالمفردة أفق حدث، وهو ليس حدودًا فيزيائية صلبة، بل حدود حول المفردة، حيث تكون الجاذبية قوية لدرجة أن لا شيء، ولا حتى الضوء، يستطيع الإفلات منها.

عندما يموت نجم ضخم، يضغط وزنه الهائل على نواته، مما يؤدي إلى تكوّن ثقب أسود. أي مادة أو إشعاع يقترب كثيرًا من الثقب الأسود يُحاصر بفعل جاذبيته القوية، ويُسحب إلى ما دون أفق الحدث، مما يؤدي إلى هلاكه.

يفهم الخبراء كيفية تشكل هذه الثقوب السوداء وكيفية تفاعلها مع بيئتها من خلال نظرية النسبية العامة لأينشتاين. لا تُراعي النسبية العامة تدفق الزمن، فمعادلاتها متناظرة زمنيًا، أي أنها تعمل رياضيًا سواءً تحركنا للأمام أو للخلف.

إذا صوّرتَ تكوّن ثقب أسود وأعدتَ تشغيله، فسترى جسمًا يُصدر إشعاعات وجسيمات. في النهاية، سينفجر، تاركًا وراءه نجمًا عملاقًا. سيكون هذا ثقبًا أبيض، ووفقًا لنظرية النسبية العامة، هذا السيناريو محتمل تمامًا.

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

الثقوب البيضاء أغرب من الثقوب السوداء. لا تزال لها نقطة تفرد في مركزها وأفق حدث على حافتها. وهي أجسام ضخمة ذات جاذبية قوية. لكن أي مادة تقترب من الثقب الأبيض ستُقذف فورًا بسرعات تفوق سرعة الضوء، مما يجعل الثقب الأبيض ساطعًا. أي شيء خارج الثقب الأبيض لا يستطيع الدخول، لأنه سيحتاج إلى التحرك بسرعة تفوق سرعة الضوء لتجاوز أفق الحدث.

مع ذلك، لا يزال وجود الثقوب البيضاء مثيرًا للجدل، لأن النسبية العامة ليست النظرية الوحيدة في الكون. فهناك فروع أخرى من الفيزياء تشرح آلية عمل الكون، مثل نظريات الكهرومغناطيسية والديناميكا الحرارية.

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

على سبيل المثال، إذا رميتَ بيانو في مفرمة خشب، فسيكون الناتج مجموعة من القطع. يزداد الاضطراب في النظام، مُحققًا بذلك القانون الثاني للديناميكا الحرارية. لكن إذا رميتَ قطعًا عشوائية في مفرمة الخشب نفسها، فلن يكون الناتج بيانو كاملًا، لأن ذلك سيُقلل من الاضطراب. بناءً على ذلك، من غير الممكن ببساطة إعادة عملية تكوّن الثقب الأسود إلى الوراء للحصول على ثقب أبيض، لأن ذلك سيُقلل الإنتروبيا، ولا يمكن للنجوم أن تتشكل من انفجار عنيف.

لذا، فإن الطريقة الوحيدة لتشكل الثقوب البيضاء هي حدوث عملية غريبة في بدايات الكون، تجنبت مشكلة تناقص الإنتروبيا. ببساطة، كانت موجودة منذ بداية الكون.

مع ذلك، ستظل الثقوب البيضاء غير مستقرة للغاية. فهي تجذب المادة نحوها، لكن لا شيء يستطيع عبور أفق الحدث. أي شيء، حتى الفوتون (جسيم الضوء)، سيفنى بمجرد اقترابه من الثقب الأبيض. لن يتمكن الجسيم من عبور أفق الحدث، مما يؤدي إلى ارتفاع هائل في طاقة النظام. في النهاية، ستبلغ طاقة الجسيم حدًا كافيًا لانهيار الثقب الأبيض متحولًا إلى ثقب أسود، منهيًا وجوده. لذا، ومن المثير للاهتمام، أن الثقوب البيضاء لا تبدو بنيةً في الكون الحقيقي، بل هي "أشباح" خلقتها رياضيات النسبية العامة.

ثو تاو (حسب الفضاء )

[إعلان 2]
رابط المصدر