آیا ممکن است سیاهچالهها «ستاره‌های منجمد» باشند؟
ما می‌دانیم چیزهایی به عنوان سیاهچالهها وجود دارند، اما آیا امکان ندارد که آن‌ها به کل چیزی متفاوت از آنچه تا کنون تصور می‌کرده‌ایم باشند؟
فرادید| تحقیقات جدید درباره‌ی ایده‌ی جایگزین برای چیستی سیاهچالهها نشان داده که شاید سیاهچالهها آن چیزی که ما تا کنون فکر می‌کردیم نباشند.
به گزارش فرادید، سیاهچالهها منبع عظیم گرانش هستند. آن‌ها حاوی یک ناحیه‌ی بیرونی معروف به افق رویداد هستند که هیچ چیز، حتی نور نمی‌تواند از آن فرار کند. افزون بر این، پیش‌بینی می‌شود آن‌ها دارای یک نقطه بی‌نهایت متراکم باشند که در آن، درک ما از فیزیک در هم شکسته و هیچ چیزی معنایی ندارد!
ما می‌دانیم اجرام سیاهچاله‌مانند وجود دارند، اما برخی فیزیکدانان توضیحات جایگزینی درباره‌ی چیستی واقعی آن‌ها ارائه کرده‌اند. یک مدل اینست که آن‌ها سیاهچاله‌هایی نیستند که نخستین بار توسط معادلات انیشتین توصیف شدند (اگرچه ایده سیاهچالهها در واقع بیش از ۱۰۰ سال قدیمی‌تر از اینشتین است)، بلکه اجرام فوق‌فشرده (UCOs) هستند که «ستارگان یخ‌زده» نامیده می‌شوند.
رامی بروستاین، استاد فیزیک می‌گوید: «ستارگان یخ‌زده نوعی تقلیدکننده‌ی سیاهچاله هستند: اجرام فوق‌فشرده و منسوب به فیزیک نجومی که عاری از تکینگی‌ها و فاقد افق هستند، اما می‌توانند تمام ویژگی‌های قابل‌دید سیاهچالهها را تقلید کنند. اگر آن‌ها واقعا وجود داشته باشند، نشان‌دهنده‌ی نیاز به اصلاح چشمگیر و اساسی نظریه نسبیت عام اینشتین هستند.»
یکی از روش‌هایی که فیزیکدانان تلاش کرده‌اند توضیح دهند چگونه می‌توان از تکینگی‌ها (مناطقی با چگالی نامحدود درون یک سیاهچاله) جلوگیری کرد، اینست که عدم‌قطعیت کوانتومی از این فروپاشی جلوگیری می‌کند. به طور خلاصه، اصل عدم‌قطعیت هایزنبرگ بیان می‌کند که هرقدر بیشتر در مورد موقعیت یک ذره بدانید، کمتر از حرکت آن می‌دانید. بر مبنای این ایده، وقتی ماده درون یک سیاهچاله به زور در یک نقطه واحد جا داده شود، ذرات در برابر فشرده شدن در یک نقطه دقیق مقاومت می‌کنند و نوعی «فشار کوانتومی» ایجاد می‌کنند که به بیرون فشار آورده و از تکینگی جلوگیری می‌کند.
در حالی که «ستاره‌های یخ‌زده» بسیار شبیه سیاهچاله‌هایی هستند که ما حین تماشای کهکشان خودمان و جهان گسترده‌تر، مشاهده و استنباط می‌کنیم، اما به چندین روش فریبنده متفاوت هستند.
این تیم در مقاله‌شان توضیح دادند: «مدل پلیمری بر این ایده استوار است که درون هر جسم منظمی که به شکل موفقیت‌آمیز یک سیاهچاله (BH) را تقلید می‌کند، باید در حالت قویاً غیر کلاسیک باشد، درست مانند این ایده که اصل عدم‌قطعیت از فروپاشی ماده به یک تکینگی جلوگیری می‌کند، مانند اتم هیدروژن کوآنتومی که در برابر فروپاشی پایدار است. یک حالت قویاً غیر کلاسیک مساوی با داشتن حداکثر چگالی آنتروپی است که به نوبه خود به معنای فشار شعاعی حداکثر مثبت برای حالت چگالی انرژی ثابت است. هدف مدل ستاره‌ی منجمد، تقلید از خواص این حالت بسیار کوانتومی در مورد یک هندسه کلاسیک است که به معنای برگرداندن فشار شعاعی از حداکثر مثبت به حداکثر منفی است.»
این جایگزین الهام‌گرفته از نظریه ریسمان که به صورت ریاضیاتی در مقاله بررسی شده، سیاهچاله‌ای را توصیف می‌کند که شبیه سیاهچاله‌هایی است که ما می‌شناسیم، از تشعشعات حرارتی تا آنتروپی‌شان، اما بدون تکینگی‌های مرتبط که سبب سردردهای بسیاری می‌شوند. این جایگزین همچنین نشان می‌دهد «ستاره‌های یخ‌زده» شاید یک «دیوار آتش» در حالت بسیار برانگیخته درون خود داشته باشند که از فروپاشی بیشتر جلوگیری می‌کند. مهمتر از آن، تفاوت‌ها را می‌توان با شناسایی امواج گرانشی آینده از برخورد سیاهچالهها مشاهده کرد.
با توجه به مشکلات مربوط به سیاهچاله‌های مدل استاندارد، قبل از اینکه بتوان هیچ آزمونی انجام داد یا نتیجه‌ای گرفت، برای توصیف فضای داخلی این مدل جایگزین، کار بسیار بیشتری باید انجام داد.
مترجم: زهرا ذوالقدر
