منذ اكتشافاتنا المباشرة الأولى التي تؤكد وجود الثقوب السوداء حدث فقط في هذا القرن ، ويمكن أن يغفر الإنسانية لعدم معرفتها أشياء معينة عن هذه الأشياء الكونية الغامضة.
نحن لا نعرف حتى كل شيء لا نعرفه – حقيقة أصبحت واضحة في اكتشاف جديد. عند إجراء معادلات لتصحيح الجاذبية الكمومية لانتروبيا الثقب الأسود ، اكتشف اثنان من علماء الفيزياء أن الثقوب السوداء تضغط على الفضاء المحيط بها.
ليس هناك الكثير من الضغط بالطبع – لكنها نتيجة رائعة ستيفن هوكينجتنبعث من الثقوب السوداء للتنبؤ إشعاعًا ، وبالتالي ليس لها درجة حرارة فحسب ، بل تتقلص ببطء بمرور الوقت ، في غياب التراكم.
“اكتشافنا أن ثقوب Schwarzschild السوداء لها ضغط بالإضافة إلى درجة الحرارة هي أكثر إثارة نظرًا لأنها كانت مفاجأة تامة ،” يقول الفيزيائي وعالم الفلك كزافييه كالميت من جامعة ساسكس في المملكة المتحدة.
“إذا كنت تفكر في الثقوب السوداء بالداخل فقط النسبية العامة، يمكننا أن نظهر أن لديهم تفردًا في مراكزهم حيث يجب أن تنهار قوانين الفيزياء كما نعرفها.
“نأمل أنه عندما تصبح نظرية المجال الكمومي جزءًا من النسبية العامة ، قد نتمكن من العثور على وصف جديد للثقوب السوداء.”
عندما توصلوا إلى اكتشافهم ، كان كالميت وزميله في جامعة ساسكس ، الفيزيائي وعالم الفلك فولكرت كويبرز ، يجرون حسابات باستخدام نظرية المجال الكمومي لمحاولة استكشاف أفق الحدث للثقب الأسود.
على وجه التحديد ، كانوا يحاولون فهم التقلبات في أفق حدث الثقب الأسود التي تصححها غير قادر علي، وهو مقياس للتقدم من النظام إلى الفوضى.
أثناء إجراء هذه الحسابات ، استمر Calmet و Kuipers في مواجهة رقم إضافي ظهر في معادلاتهما ، لكن الأمر استغرق بعض الوقت للتعرف على ما كانا يبحثان عنه – الضغط.
وأضاف: “اللحظة التي أدركنا فيها أن النتيجة الغامضة لمعادلاتنا كانت تخبرنا أن الثقب الأسود الذي كنا ندرسه كان تحت الضغط – بعد شهور من الكفاح معه – كان مبهجًا”. قال كويبرس.
من غير الواضح ما الذي يسبب الضغط ، وبحسب حسابات الفريق ، فهو منخفض جدًا. علاوة على ذلك ، فهي سلبية – معبر عنها بـ -2E-46قضبان لثقب أسود هي كتلة الشمس ، مقارنة بالشريط 1 للأرض عند مستوى سطح البحر.
إنه يعني بالضبط ما يبدو أنه يعني – الثقب الأسود سوف يتقلص ، لا يتوسع. يتوافق هذا مع تنبؤات هوكينج ، على الرغم من أنه من المستحيل في هذه المرحلة تحديد مدى ارتباط الضغط السلبي إشعاع هوكينغ، أو حتى إذا كانت الظاهرتان مرتبطتين.
ومع ذلك ، يمكن أن يكون لهذا الاكتشاف آثار مثيرة للاهتمام لمحاولاتنا لموازنة النسبية العامة (على المستويات الكلية) مع ميكانيكا الكم (التي تعمل على نطاقات صغيرة للغاية).
يُعتقد أن الثقوب السوداء هي مفتاح هذا العمل. يوصف تفرد الثقب الأسود رياضيًا بأنه نقطة أحادية البعد ذات كثافة عالية للغاية ، وعند هذه النقطة تنهار النسبية العامة – لكن مجال الجاذبية المحيط بها يمكن وصفه فقط نسبيًا.
يمكن أن يساعد اكتشاف كيفية انسجام النظامين معًا في حل مشكلة الثقب الأسود الشائكة حقًا. وفقًا للنسبية العامة ، فإن المعلومات التي تختفي وراء الثقب الأسود يمكن أن تختفي إلى الأبد. في ميكانيكا الكم ، هذا غير ممكن. إنه ال مفارقة معلومات الثقب الأسود، والاستكشاف الرياضي للزمكان حول الثقب الأسود يمكن أن يساعد في حلها.
“عملنا خطوة في هذا الاتجاه” ، قال كالميت، “وعلى الرغم من أن الضغط الذي يمارسه الثقب الأسود الذي ندرسه ضئيل للغاية ، فإن حقيقة وجوده تفتح العديد من الاحتمالات الجديدة ، والتي تغطي دراسة الفيزياء الفلكية وفيزياء الجسيمات وفيزياء الكم.”
تم نشر البحث في الفحص البدني د.
