حل تناقض موجود در سیاه چاله ها از طریق روشی جدید

به گزارش کلیک، اکنون فیزیکدانان توانسته‌اند راهی بیابند تا این پارادوکس را امتحان کنند و این کار را با شتاب دادن یک موج با الکترون منفی در میان یک ابر پلاسما انجام خواهند داد.

اگر به یک سیاه چاله نزدیک شوید، به دلیل جرم شدیدا متراکمش شما را به داخل کشیده و دیگر بازنخواهید گشت. اما در ۱۹۷۰ فیزیکدانان از جمله استیون هاوکینگ مطرح کردند که سیاه چاله‌ها الزاما ابدی نیستند.

به لطف مختصات مکانیک کوانتومی، ذرات در واقع از سیاه چاله به بیرون تابیده می شوند و طبق فرضیه هاوکینگ از نظر تئوری سیاه چاله‌ها به آرامی در طی زمان تبخیر می شوند.

این مسئله باعث ایجاد یک تناقض می شود. اطلاعات نمی توانند ناپدید شوند. این یک قانون بزرگ است. اما زمانی که یک سیاه چاله تبخیر می شود، اطلاعات موجود در آن چه می شوند؟

در ماهیت تشعشعی که هاوکینگ توصیف کرده است، یک سرنخ وجود دارد. این فرم پرتوها زمانی ایجاد می شوند که یک جفت ذرات مجازی درست در افق رویداد سیاه چاله به وجود آیند.

معمولا چنین جفت ذراتی یکدیگر را خنثی می کنند. اما در مورد تابش هاوکینگ، یکی از این ذرات در چنگ جاذبه سیاه چاله افتاده و به سمت افق آن کشیده شده و دیگری وارد جهان می شود.

فیزیکدان ها مطرح کردند که این ذرات فراری به لطف ویژگی های دینامیک کوانتوم، اطلاعات دوقلوی خود را حفظ کرده اند. در این مورد، رویداد در هم تنیدگی به ذرات اجازه می‌دهد تا ارتباط خود را ادامه دهند حتی اگر در فضا و زمان از هم جدا باشند و می توانند میراثی از چیزی باشند که سیاه چاله بلعیده است.

برای نشان دادن این مسئله، فیزیکدانان می توانند ذراتی را که از افق رویداد سیاه چاله فرار کرده اند، به دام انداخته و حتی منتظر باشند در سال‌های دور سیاه چاله محتویات خود را آشکار کند تا آزمایش کنند آیا در واقع ارتباطی بین یکی از فوتون ها و دوقلوی آن‌ها وجود دارد یا خیر. که البته چنین کاری چندان عملی نیست.

اکنون پیسین چن از دانشگاه ملی تایوان و جرارد مورو از کالج پلی تکنیک فرانسه یک روش ساده تر پیشنهاد کرده اند. آن‌ها می گویند که یک “آینه شتاب دهنده” با فناوری بالا می تواند همان شانس را برای ذرات گرفتار فراهم کند.

کمی عجیب به نظر می‌رسد، اما در این فرضیه زمانی که ذرات مانند یک جفت به یکدیگر چسبیده اند، یکی از آینه شتاب دهنده منعکس می شود و دیگری در مرز به دام می افتد. درست همان‌طور که ممکن است در سیاه چاله رخ دهد.

زمانی که آینه متوقف شود، فوتون “به دام افتاده”  آزاد خواهد شد، مانند انرژی که از سیاه چاله ی در حال مرگ آزاد می شود. آینه چن و مورو توسط ارسال لیرز اشعه ایکس از طریق یک ابر گاز یونیزه در یک شتاب دهنده پلاسمای ویکفیلد ایجاد می شود. پالس ها ردی از الکترون های بار منفی  بر جای می گذارند که به عنوان یک آینه عمل می کند.

این مفهوم هنوز در مرحله “حباب تفکر” است. حتی با روش های موجود و تجهیزات مطمئن باز هم اندازه گیری آن بسیار سخت است. با این حال این نظریه بسیار جذاب تر از انتظار برای مرگ یک سیاه چاله است.