وقتی سیاهچاله ها حلقه می شوند؛ شبیه سازی عجیب یک جهان پنج بعدی که مرزهای نسبیت اینشتین را آزمایش می کند

سیاهچاله ها در جهان ما معمولا به شکل اجرامی کروی با گرانشی بی نهایت قدرتمند تصور می شوند، اما شبیه سازی های رایانه ای دانشمندان نشان داده است که در یک جهان فرضی با ابعاد بیشتر، ممکن است سیاهچاله هایی به شکل حلقه های بسیار نازک شکل بگیرند؛ ساختارهایی که می توانند محدودیت های نظریه نسبیت عام اینشتین را آشکار کنند.

عصرایران- در نگاه انسان به کیهان، سیاهچاله ها یکی از عجیب ترین پدیده های طبیعت هستند؛ مناطقی از فضا که گرانش آن ها چنان شدید است که حتی نور نیز توان فرار از آن را ندارد. اما گروهی از پژوهشگران بریتانیایی نشان داده اند که اگر جهان بیش از سه بعد فضایی داشته باشد، ممکن است این اجرام شکل هایی کاملا متفاوت پیدا کنند.

در سال 2016، دانشمندانی از دانشگاه کمبریج و دانشگاه کوئین مری لندن با استفاده از ابررایانه COSMOS موفق شدند برای نخستین بار تکامل یک نوع سیاهچاله فرضی در پنج بعد را با جزئیات شبیه سازی کنند. این پژوهش نشان داد که در چنین جهانی، سیاهچاله ها ممکن است به جای شکل کروی، ساختاری شبیه یک حلقه بسیار نازک داشته باشند؛ پدیده ای که در فیزیک نظری با نام سیاه حلقه (Black Ring) شناخته می شود.

در این مدل، حلقه گرانشی می تواند به مرور دچار ناپایداری شود. بخش هایی از آن باریک تر شده و در نهایت ساختارهایی کوچک تر شبیه سیاهچاله های مینیاتوری ایجاد کنند. این فرآیند به دانشمندان کمک می کند بفهمند نسبیت عام در شرایط بسیار شدید چگونه رفتار می کند.

البته این یافته به معنی آن نیست که سیاهچاله های واقعی در جهان ما قوانین فیزیک را نقض می کنند. تاکنون تمام آزمایش های انجام شده، از حرکت سیارات گرفته تا امواج گرانشی، سازگاری نسبیت عام اینشتین را تایید کرده اند. این پژوهش بیشتر یک آزمایش ذهنی و محاسباتی برای بررسی مرزهای این نظریه است.

یکی از موضوعات مهم در این زمینه، مفهوم تکینگی برهنه است. در نظریه نسبیت عام، مرکز سیاهچاله محل فروپاشی شدید ماده و جایی است که معادلات فیزیکی دیگر پاسخ دقیقی ارائه نمی کنند. معمولا این ناحیه پشت افق رویداد پنهان است، اما برخی مدل های نظری نشان می دهند در شرایط خاص ممکن است تکینگی بدون پوشش افق رویداد شکل بگیرد.

وجود یا نبود چنین پدیده ای یکی از پرسش های بزرگ فیزیک نظری است و با «فرضیه سانسور کیهانی» ارتباط دارد؛ ایده ای که می گوید طبیعت احتمالا اجازه نمی دهد تکینگی ها به صورت قابل مشاهده در جهان ظاهر شوند.

امروز نیز سیاهچاله های چندبعدی، سیاه حلقه ها و مدل های دارای ابعاد اضافی همچنان در پژوهش های مربوط به گرانش کوانتومی و نظریه های فراتر از مدل استاندارد فیزیک بررسی می شوند. اگرچه این اجرام تاکنون تنها در دنیای معادلات و شبیه سازی های رایانه ای وجود دارند، اما مطالعه آن ها به دانشمندان کمک می کند بفهمند قوانین بنیادی جهان تا کجا قابل اعتماد هستند.

پربیننده ترین پست همین یک ساعت اخیر

امید عالیشاه خواستار ورود بنیاد شهید به پرونده خداداد عزیزی شد

خبر بعد نظرات کاربران خبر قبل