لدى معظم الناس فكرة أساسية عن فكرة الثقب الأسود: تشويه غير عادي في نسيج المكان والزمان يستهلك بشكل دائم أي مادة من الحماقة بما يكفي للاقتراب من جوارها. إن قوة الجاذبية التي لا تُقاوم للثقب الأسود هائلة جدًا لدرجة أنه لا يمكن إطلاق حتى الضوء، مما يجعل هذه الظواهر الكونية غير مضيئة تمامًا ولا يمكن ملاحظتها إلا من خلال تأثيرها على المادة القريبة. في هذه الحالة، يبحث العلماء عن الثقوب البيضاء.
سنخبرك في هذا المقال بكل ما تريد معرفته عن البحث عن الثقوب البيضاء وما يعرف عنها.
ما هو الثقب الأبيض وكيف يتكون؟
النظرية العلمية التي تنبأت بدقة بوجود الثقوب السوداء تفترض أيضًا وجود الثقوب البيضاء، وهي في الأساس نقيض الثقوب السوداء. ال الثقوب السوداء لديهم شهية لا تشبع للمادة والطاقة، بينما الثقوب البيضاء (نظريًا) إنهم يبعثون الطاقة باستمرار إلى الكون. من المعتقد أنه كما لا يمكن لأي شيء الهروب من براثن الثقب الأسود، فلا ينبغي أن يتمكن أي شيء من الدخول إلى الثقب الأبيض.
وبصراحة، يمكن اعتبار الثقب الأبيض بمثابة ثقب أسود يعكس مساره مع مرور الوقت. تشترك الثقوب البيضاء في سمات معينة مع الثقوب السوداء، بما في ذلك الكتلة والزخم الزاوي أو "الدوران" والشحنة الكهربائية.
مثل الثقوب السوداء، تتمتع الثقوب البيضاء بكتلة ولديها القدرة على جذب المادة إليها، على الأقل في البداية. ومع ذلك، هناك اختلاف أساسي في طريقة تفاعل المادة والضوء مع أفق الحدث لهاتين الظاهرتين الكونيتين. في حين أن الأجسام التي تعبر أفق الحدث للثقب الأسود لا يمكنها الوصول إلى "أفق الحدث المضاد" للثقب الأبيض، فمن الممكن أن يتم طرد المادة التي تقترب من أفق الحدث المضاد للثقب الأبيض بقوة.
الاختلافات بين الثقوب السوداء والبيضاء
تختلف الثقوب السوداء والثقوب البيضاء بشكل أساسي في كيفية تشكلها. لقد سمح لنا البحث الذي أجراه روبرت أوبنهايمر وفريقه بفهم أنه عندما يصل نجم ضخم إلى نهاية حياته عن طريق حرق الوقود النووي، فإنه يعاني من انهيار الجاذبية. وينتج عن هذا الانهيار الطبقات الخارجية لل يتحطم النجم في انفجار مستعر أعظم، بينما ينهار قلب النجم ويؤدي إلى ثقب أسود.
في السيناريو الافتراضي الذي يمكن فيه عكس الألم الذي لا يطاق، متحديًا جميع مبادئ السببية، فإنه لن يظهر كثقب أبيض، كما تفترض النماذج الرياضية لكروسكال أو نوفيكوف. بدلًا من ذلك، فإن آلية الترجيع الكونية هذه ستعيدنا ببساطة إلى نجم يحتضر.
في حدود معرفتنا الحالية، لا توجد عملية فيزيائية معروفة في الكون يمكن أن تؤدي إلى ظهور ثقب أبيض.
النظرية النسبية والثقوب البيضاء
إن التنبؤ بوجود الثقوب البيضاء هو نتيجة مباشرة للنظرية النسبية العامة. قبل الخوض في موضوع الثقوب البيضاء، يجب علينا أولاً أن نأخذ بعين الاعتبار المساهمة الهائلة لنظرية ألبرت أينشتاين في الجاذبية، والنسبية العامة.
ظهرت نظرية أينشتاين الرائدة في الجاذبية، والمعروفة باسم النسبية العامة، لأول مرة في عام 1915 وأثارت ضجة بين الفيزيائيين. قبل ذلك، كان وصف إسحاق نيوتن للجاذبية هو التفسير السائد، وكان يعمل بفعالية على نطاق أصغر ولكنه يفشل باستمرار عند مواجهة تعقيدات الفيزياء على نطاق أكبر.
يكمن الاختلاف الرئيسي بين فهم أينشتاين ونيوتن للجاذبية في تصورهما لدور المكان والزمان. وفي حين رآها نيوتن مجرد خلفيات لتكشف الأحداث العالمية، اقترحت النسبية العامة أن "الزمكان" هو كيان ديناميكي يشارك بنشاط في تشكيل السرد الكوني.
السبب وراء هذه الظاهرة متجذر في مبادئ النسبية العامة، التي تقترح أنه عندما يتوقف جسم ذو كتلة في الزمكان، فإنه يحدث تشويها في بنية الزمكان نفسه. ويتناسب حجم هذا التشوه بشكل مباشر مع كتلة الجسم، ومن هذا التشوه تنشأ الجاذبية. ولهذا السبب فإن جاذبية الشمس أقوى من جاذبية الأرض. إن تشويه الزمكان بواسطة الشمس أكثر وضوحًا. بالتالي، يعمل هذا التشويه بمثابة دليل للطاقة والمادة، ويحدد حركتها داخل عالم الفضاء.
الثقوب البيضاء ونظرية الكون المتعدد
إذا كان هناك بالفعل أكوان متعددة تتكون من أكوان متعددة، فإن عدم وجود ثقوب بيضاء في كوننا يشير إلى إمكانية وجود كون يتكون فقط من الثقوب البيضاء، حيث تنعدم الثقوب السوداء تمامًا.
قد يرجع سبب هذه الظاهرة إلى حقيقة أن الزمن يعمل كنظام أحادي الاتجاه داخل كل كون فردي في الكون المتعدد. في عالمنا الخاص، فالزمن يتقدم حصريًا، بمستقبل لا نهائي، مما يمنع بالتالي تكون الثقوب البيضاء. على العكس من ذلك، في الكون المتعدد الموازي يتحرك الزمن بشكل عكسي حصريًا، مع ماض لا نهائي، وبالتالي يحظر وجود الثقوب السوداء ولكنه يسمح بوجود الثقوب البيضاء.
هل يمكننا ملاحظة الثقوب البيضاء؟
قد يكون أصل المادة المظلمة الغامضة التي تتخلل الكون هو الثقوب البيضاء، وفقًا لعالم الفيزياء النظرية كارلو روفيلي. ومن خلال الحسابات، توصل روفيلي إلى أن ثقبًا أبيض صغيرًا واحدًا لكل 10.000 كيلومتر مكعب، وهو أصغر بكثير من البروتون ويزن واحدًا على المليون من الجرام فقط، أي ما يعادل كتلة شعرة بشرية طولها 12 سم، يمكن أن يفسر وجود الجسيمات المظلمة. المادة داخل البيئة المجرية لشمسنا، وهذه الثقوب البيضاء غير المرئية، والتي لا تنبعث منها إشعاعات، ستبقى غير قابلة للاكتشاف بسبب حجمها المتناهي الصغر. يوضح روفيلي أنه إذا اصطدم بروتون بأحد هذه الثقوب البيضاء، فإنه ببساطة سوف يرتد بعيدًا ليس لديهم القدرة على استهلاك أي شيء.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن احتمال وجود الثقوب البيضاء وخصائصها.