يقول العالم إن محاولة شرح التفرد المركزي للثقوب السوداء تقصر

عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.

قد تكون تقارير زوال التفرد سابقًا لأوانه.

في وقت سابق من هذا العام ، اقترحت بحث جديد حلاً محتملاً لواحد من الجوانب الأكثر إثارة للقلق في الفيزياء الحديثة – يبدو أن “المفردات” موجودة في قلوب الثقوب السوداء.

لقد كانت فكرة التفرد موجودة منذ ظهور الثقوب السوداء لأول مرة من الحلول إلى نظرية أوبوس ماغنشتين من ألبرت آينشتاين ، النسبية العامة ، التي تم نشرها في عام 1916. إنها تمثل النقطة التي تصبح فيها الكتلة كثيفة بلا حدود-بحيث تركز بشكل غير محدود.

كان هذا ولا يزال يتعلق إلى حد ما ، لأنه يمثل انهيار قوانين الفيزياء. بفضل تفردهم المركزي ، لا تطيع الثقوب السوداء قوانين الفيزياء – حتى النسبية العامة ، النظرية التي وصفتها أولاً. هذه مفارقة لن تفعل للعديد من الفيزيائيين ، الذين يعملون بجد للقضاء عليها عن طريق خرق التفرد المركزي.

واحد منهم هو روبي هينيجار ، باحث في جامعة دورهام في إنجلترا.

وقال هينيجار لموقع Space.com في مارس: “إن التفرد هو الجزء الأكثر غموضًا وإشكالية من ثقب أسود. إنه المكان الذي لم تعد مفاهيمنا للفضاء والوقت منطقيًا”. “إذا لم يكن لدى الثقوب السوداء فائقة ، فهي أكثر عادية.”

لن تجلس الثقوب السوداء للحصول على حلول التفرد

في دراسة نشرت في فبراير ، استخدم Hennigar وزملاؤه نظرية فعالة تعديل معادلات Einstein Field للنسبية العامة بحيث تتصرف الجاذبية بشكل مختلف عندما يكون الزمان المنحني للغاية. هذا يحل محل التفرد المركزي بمنطقة ثابتة مشوهة للغاية تقع في قلب الثقب الأسود.

لسوء الحظ ، فإن هذه الوصفة من الجاذبية ليست لتذوق العديد من العلماء ، بما في ذلك الفيزيائي النظري البولندي نيكوديم بوبلاوسكي من جامعة نيو هافن ، الذي أخبر Space.com أن لديه ثلاث قضايا رئيسية مع نظرية الفريق.

وقال بوبلاوسكي: “أولاً ، يفترض الفريق وجود خمسة أبعاد ، في حين تشير التجارب والملاحظات إلى أننا نعيش في زمان رباعي الأبعاد”. على الرغم من أن الكثير من النظريات الأخرى التي يمكن أن تفسر الفروسية تعتمد أيضًا على أبعاد إضافية (تحتاج نظرية الأوتار إلى ما لا يقل عن 11!) ، لم يقدم أي دليل على وجود مثل هذه الأبعاد الإضافية.

“ثانياً ، في نموذج الفريق ، يكون الجزء الداخلي للثقب الأسود ثابتًا” ، تابع Poplawski ، موضحًا أن معادلات المجال الجاذبية تتنبأ بأن وقت الفضاء داخل الحدود الخارجية للثقب الأسود ، أفق الحدث ، لا يمكن أن يكون ثابتًا.

وأضاف بوبلاوسكي: “ثالثًا ، يضيف نموذجهم مخصصًا عددًا لا حصر له من المصطلحات إلى معادلات الميدان ، لغرض القضاء على التفرد”. “هذا يفتقر إلى الدافع المادي الصلب ، وهو مجرد استكشاف رياضي لنظرية الجاذبية بأبعاد إضافية.”

تختلف نظرية تخفيف التفرد عن قدر كبير من المحاولات الأخرى لحل هذه القضية ، والتي تأخذ طريق توحيد النسبية العامة مع الفيزياء الكمومية ، وأفضل نظرية لدينا في الكون على المستويات دون الذرية ، في محاولة لإنتاج نظرية موحدة لـ “الجاذبية الكمومية”. هذا لا يعني أن هذه النظريات أقرب إلى الرد على لغز التفرد.

واحدة من نظريات التوحيد الأكثر تفضيلًا هي نظرية الأوتار ، المذكورة أعلاه ، والتي تحل محل الجزيئات التي تشبه النقاط مع سلاسل تهتز.

وقال بوبلاوسكي: “المشكلة في نظرية الأوتار هي أنها تتطلب أبعاد إضافية ، لا يوجد فيها أدلة تجريبية”. “أيضًا ، هناك العديد من أشكال نظرية الأوتار ، لذلك سيكون من المستحيل تزويرها. هناك مشكلة أخرى هي أن العديد من أشكال نظرية الأوتار تتطلب وجود جزيئات متناظرة ، والتي لا توجد أدلة تجريبية. وبالتالي ، فإن نظرية الأوتار ليست نظرية مادية.”

وأضاف Poplawski أن محاولات القضاء على التفرد السوداء في إطار الفيزياء الكلاسيكية قد فشلت أو سيفشل لأنها رياضية تمامًا وتفتقر إلى ما يصفه بأنه “الدافع المادي العميق”. بالطبع ، هذا لا يعني أنه لا توجد قيمة في استكشاف الأفكار ، كما فعل الفريق المفرد.

وقال بوبلاوسكي “قد يكون هناك بعض القيمة الرياضية لاستكشاف أفكار مثل هذه”. “في بعض الأحيان يخترع الفيزيائيون تقنيات رياضية جديدة أو إيجاد حلول للمعادلات التي يمكن استخدامها في فروع أخرى من الفيزياء.”

القصص ذات الصلة:

-يرى تلسكوب جيمس ويب للفضاء نقاط حمراء صغيرة تغذي الثقوب السوداء: “هذه هي الطريقة التي تحل بها مشكلة في كسر الكون”

-أكبر اكتشاف على الإطلاق للثقوب السوداء “الرابط المفقود” التي كشفت عنها كاميرا داكنة للطاقة (فيديو)

– يمكن للثقوب السوداء تشكيل النجوم ، ويجد تلسكوب جيمس ويب للفضاء

فهل يعتقد Poplawski أن الإنسانية يمكن أن تكتشف ما يكمن في ثقب أسود ويغلق الكتاب عن الفردي في الفيزياء إلى الأبد؟ نعم ، ولكن مع تحذير.

وقال بوبلاوسكي ، في إشارة إلى فرضية كان يعمل عليها منذ عام 2010: “أعتقد أن الإنسانية ستكتشف ما يكمن في قلب ثقب أسود فقط إذا كان كل ثقب أسود يخلق عالمًا جديدًا وتم إنشاء عالمنا وفقًا لذلك في ثقب أسود” ، في إشارة إلى فرضية كان يعمل عليها منذ عام 2010.

“إذا تم إنشاء عالمنا في ثقب أسود ، يمكن اختبار توسعه المبكر مع إشعاع خلفية الميكروويف الكوني ، وربما في المستقبل ، مع النيوتريونات أو موجات الجاذبية ، والتي يمكن أن تحقق الأوقات السابقة في الكون” ، تابع Poplawski. “خلاف ذلك ، لن نكون قادرين على فهم ما يحدث داخل ثقب أسود.”

قد يكون الوصول إلى الجزء السفلي من هذا اللغز أمرًا صعبًا للغاية ، لكن هذا لا يعني أننا يجب ألا نحاول. أشار Poplawski إلى مثال على جانب آخر من الجوانب الفيزيائية التي خرجت من نظرية النسبية العامة وأخذت مثابرة كبيرة لحلها: تموجات صغيرة في زمان الزمان تسمى “موجات الجاذبية”.

وقال بوبلاوسكي: “لقد استغرق الأمر 100 عام للكشف عن موجات الجاذبية على الأرض بعد أن تنبأ بها أينشتاين من معادلاته من النسبية العامة”. “لذلك ، قد يستغرق الأمر عقودًا قبل أن نكتشف ما يحدث في الثقوب السوداء.”