راهنمایی پژواک در نظریه نسبیت عام

تقریبا ۱۰۰ سال پس از اولین پیش بینی آلبرت انیشتین، محققین امواج گرانشی را در فضا شناسایی کردند ـ که در زمان فضایی موج دار می شوند و از ادغام دو سیاه چاله منتشر شده اند.

به گزارش کلیک، این یک تایید قابل توجه از نظریه نسبیت عام انیشتین است اما کمی تفاوت های غیرمنتظره دارد، این کشف همچنین شواهدی ارائه می کند که این تئوری در افق رویداد سیاه چاله در هم می شکند.

از فوریه تا کنون رصدخانه لیزری تداخل سنج امواج گرانشی(LIGO) سه موج گرانشی مشاهده کرده است. و اکنون محققین این داده ها را با دقت بررسی کرده و می گویند شواهدی از “پژواک ها” در امواج یافته اند که پیش بینی انیشتین از سیاه چاله ها را رد می‌کند.

در حال، این ادعای جدید در ArXiv منتشر شده و در آنجا می توان سایر جامعه فیزیکدانان آن را بررسی کنند. تا کنون شواهد برای خطای ۵ سیگما بسیار کم است، که استاندارد طلایی در دنیای فیزیک محسوب می شود و به این معنی است که یک در ۳٫۵ میلیون احتمال دارد که نتایج به دست آمده اتفاقی باشند.

اما تحقیقات بعدی نشان دادند که “پژواک ها” واقعا وجود دارند. در حال حاضر این طور تصور می شود که نظریه نسبیت عام در مرکز سیاه چاله شکسته می شود، اما در این تحقیق نشان داده شده است که این اتفاق در حاشیه آن رخ می دهد. و این مساله می تواند نویدبخش تولد فیزیک جدید باشد.

اگر پژواک ها ناپدید شوند، نسبیت عام تنها در مقابل یک آزمایش دیگر می ایستد. به مدت چندین دهه فیزیکدانان تلاش می کردند تا به نظریه خدشه وارد کنند، و راهی پیدا کنند که با مکانیسم کوانتوم سازگارتر باشد اما تا کنون نسخه اصلی انیشتین به نحو شگفت انگیزی استقامت داشته است.

پیش از آنکه از بحث دور شویم بد نیست کمی در مورد این پژواک ها و ربطشان به نسبیت عام توضیح دهیم. همه این‌ها به پارادوکس اطلاعات سیاه چاله باز می گردد.

طبق نظریه نسبیت عام انیشتین، هر چیزی که از افق رویداد یک سیاه چاله رد می شود، باید بدون هیچ ردی ناپدید شود. تصور سنتی این‌گونه است که حتی نور هم نمی تواند از سیاه چاله فرار کند.

محققین این ایده را زیر سوال برده اند.زیرا طبق مکانیسم کوانتوم، ماده توسط سیاه چاله بلعیده شده و هیچ ردی نخواهد داشت. اکنون یک افق رویداد، هر دو نظریه نسبیت(همه چیز را نابود می‌کند) و مکانیسم کوانتوم(رد اندکی از خود باقی می گذارد) را راضی نگه می دارد.

این یکی از بزرگ‌ترین مشکلات در فیزیک است، و دانشمندان هنوز پاسخی برای آن ندارند. یک مثال، فرضیه فایروال است که در سال ۲۰۱۲ مطرح شد، و این فرضیه می گوید یک حلقه از ذرات پر انرژی در اطراف افق رویداد سیاه چاله  قرار دارد که هر ماده ای که از آن عبور می‌کند را می سوزاند.

استیون هاوکینگ نظر دیگری دارد ـ که سیاه چاله ها توسط موهای نرم احاطه شده اند.این “مو” برانگیختگی کوانتوم کم انرژی است که امضای الگوی هر چیزی که توسط سیاه چاله بلعیده شده است را دارند.

صرف نظر از اینکه کدام فرضیه قانع کننده تر است، پیام آن یکی است: در عوض یک افق رویداد تمیز که توسط نسبیت عام پیش بینی شده، سیاه چاله ها ممکن است کرک دار تر  باشند.

تنها مشکل این است که راهی وجود نداشت تا این فرضیه را در واقع آزمایش کرد، تا اینکه LIGO این امواج گرانشی را شناسایی کرد. اکنون با آخرین داده ها می توان گفت محققین می توانند اتفاقات اطراف سیاه چاله ها را اندازه گیری کنند.

پیش بینی می شود اگر لبه سیاه چاله ها واقعا از نسبیت عام سرپیچی کرده و کرکی هستند، سپس یک سری پژواک باید پس از اولین انفجار گرانشی آزاد شود.

این تیم پیش بینی می کنند که اطراف سیاه چاله مانند یک تالار آیینه عمل می‌کند، برخی امواج گرانشی که از ادغام سیاه چاله ها فرار کرده اند  را جذب کرده و آن‌ها را بازتاب می‌کنند، از این رو تعداد کمی موفق به فرار شده که بعدها با LIGO برخورد کردند.

طبق محاسبات این تیم این پژواک ها در ۰٫۱، ۰٫۲ و ۰٫۳ ثانیه پس از انفجار اولیه امواج گرانشی  با LIGO برخورد کرده اند. البته از فوریه تا کنون تنها با سه رویداد مواجه شده اند.

البته هنوز سه نمونه اتفجار امواج گرانشی هنوز نمونه کوچکی محسوب می شود. و این احتمال وجود دارد که این پژواک ها تنها شلوغی پس زمینه باشند و مشاهدات بعدی می تواند به کمتر کردن این احتمالات کمک کند.

نکته بعدی این است که حتی اگر این پژواک ها تایید شوند، بازهم  نمی توانند هیچ اطلاعاتی از نوع مرز و محدوده سیاه چاله ها به ما بدهند، از این رو هنوز راه درازی تا حل پارادوکس اطلاعات وجود دارد.





3 دیدگاه

  • واقعا باید یاد بگیرید آخر جمله هاتون رو عوض کنید، عدم قطعیت دیگه نشانه ی درک بالا نسبت به ماهیت علم نیست، کسایی که این مقالات زیباتون رو میخونن عموما مثل من افرادی عادی هستند که دنبال جهت دهی و الگو گیری برای افکارشون هستند نه اینکه با دیدن آخرین جمله مقالتون دوباره برگردن سرجای اول که تصور کنن چیزی نمیدونن! تصور چیزی ندانستن مخصوص محقیقن و دانشمندان ه ، موتور محرک اوناست، اما برای افراد عادی مثل ترمزیه برای ایجاد علاقمندی به موضوعات علمی

    • نویسنده

      ممنون از لطف شما که مقالات رو می خونید و نظرتون رو ارسال میکنید.
      در این خصوص می تونم بگم مقاله رو یک بار دیگه با دقت مطالعه کنید.
      اینکه در انتها نوشته شده پارادوکس هنوز حل نشده به معنی رد کردن یافته های بالا نیست، بلکه تمام موادر ذکر شده بخشی از مسیر حل این مسایل هستن و قطعا بهش کمک خواهند کرد.
      فقط اینجور سوالات مثل یک پازل ریز هستن که باید با حوصله قطعاتش کنار هم چیده بشه.

      • بله جدا از انتقادی که مطرح کردم مقالاتتون بسیار زیبان و بنده تمام مقالات شاخه فیزیکتون رو مطالعه میکنم و همیشه لذت میبرم