مطالعه جدید می‌گوید معروف‌ترین پیش‌بینی استیون هاوکینگ می‌تواند به این معنا باشد که همه چیز در جهان محکوم به تبخیر است!!

یک نظریه جدید نظریه سیاهچاله‌های استیون هاوکینگ در سال 1974 را به طور اساسی بازبینی کرده است تا پیش‌بینی کند که همه اجرام با جرم ممکن است در نهایت ناپدید شوند.

تصویر هنری از ادغام سه سیاهچاله. (اعتبار تصویر: Shutterstock)

معروف‌ترین نظریه استیون هاوکینگ در مورد سیاهچاله‌ها به تازگی ارائه شده است  (نظریه‌ای که اعلام می‌کند همه چیز در جهان محکوم به تبخیر است).

در سال 1974، هاوکینگ پیشنهاد کرد که سیاهچاله‌ها در نهایت با از دست دادن چیزی تبخیر می‌شوند که امروزه به عنوان تابش هاوکینگ شناخته می‌شود – تخلیه تدریجی انرژی به شکل ذرات نوری که در اطراف میدانهای گرانشی بسیار قدرتمند سیاه‌چاله‌ها ظاهر می‌شوند. اکنون، به‌روزرسانی جدید این نظریه نشان می‌دهد که تشعشعات هاوکینگ فقط با ربودن انرژی از سیاهچاله‌ها، بلکه از تمام اجرام با جرم کافی ایجاد می‌شود.

اگر این نظریه درست باشد، به این معنی است که همه چیز در جهان در نهایت ناپدید می‌شود، انرژی آن به آرامی به شکل نور از آن خارج می‌شود.

هاینو فالک، استاد اخترفیزیک در دانشگاه رادبود در هلند، نویسنده اصلی در بیانیه‌ای گفت: این بدان معناست که اجرام بدون افق رویداد [نقطه گرانشی بدون بازگشت که فراتر از آن هیچ چیز، حتی نور، نمی‌تواند از سیاهچاله بگریزد]، مانند بقایای ستارگان مرده و سایر اجرام بزرگ در جهان، نیز دارای این نوع هستند و پس از یک دوره بسیار طولانی، این امر منجر به تبخیر همه چیز در جهان می‌شود، درست مانند سیاهچاله‌ها.

بر اساس نظریه میدان کوانتومی، چیزی به نام خلاء خالی وجود ندارد. در عوض فضا مملو از ارتعاشات کوچکی است که اگر با انرژی کافی آغشته شود، به طور تصادفی به ذرات مجازی منفجر می‌شود و بسته‌های نور یا فوتون‌های کم انرژی تولید می‌کند.

در مقاله مهمی که در سال 1974 منتشر شد، هاوکینگ به طور مشهور پیش‌بینی کرد که نیروی گرانشی شدیدی که در لبه سیاهچاله‌ها احساس می‌شود – افق رویداد آنها – فوتون‌ها را به وجود می‌آورد. گرانش، طبق نظریه نسبیت عام اینشتین، فضا-زمان را منحرف می‌کند، به طوری که میدان‌های کوانتومی هر چه به کشش گرانشی پرجرم تکینگی سیاه‌چاله نزدیک‌تر می‌شوند، بیشتر انحراف می‌کنند.

به دلیل عدم قطعیت و عجیب بودن مکانیک کوانتومی، هاوکینگ گفت که این تاب خوردگی باعث ایجاد محفظه‌های ناهمواری از زمان حرکت متفاوت و جهش‌های بعدی انرژی در سراسر میدان می‌شود. این ناهماهنگی‌های انرژی باعث می‌‌شود فوتون‌ها در فضای درهم‌پیچیده اطراف سیاه‌چاله‌ها ظاهر شوند و انرژی را از میدان سیاه‌چاله جذب می‌کنند تا بتوانند به وجود بیایند. اگر ذرات پس از آن از سیاهچاله فرار کنند، این سرقت انرژی هاوکینگ را به این نتیجه رساند که – در یک مقیاس زمانی بسیار طولانی تر از سن فعلی جهان – سیاهچاله ها در نهایت تمام انرژی خود را از دست می‌دهند و به طور کامل ناپدید می‌شوند.

اما اگر یک میدان گرانشی تمام چیزی است که برای تولید نوسانات کوانتومی و فوتون‌ها لازم است، چه چیزی مانع ایجاد تابش هاوکینگ با جرم تاب‌دار فضا-زمان می‌شود؟ آیا تشعشعات هاوکینگ به شرایط خاص افق رویداد سیاهچاله نیاز دارد یا می‌توان آن را در هر نقطه‌ای از فضا تولید کرد؟ برای بررسی این سوالات، نویسندگان مطالعه جدید تابش هاوکینگ را از طریق عدسی یک فرآیند پیش‌بینی‌شده طولانی به نام اثر شوینگر تجزیه و تحلیل کردند که در آن ماده می‌تواند از نظر تئوری از اعوجاج‌های قدرتمند ناشی از یک میدان الکترومغناطیسی تولید شود.

مطمئناً، با اعمال چارچوب اثر شوینگر در نظریه هاوکینگ، فیزیکدانان نظری یک مدل ریاضی تولید کردند که تابش هاوکینگ را در فضاهایی بازتولید می‌کرد که طیفی از قدرت‌های میدان گرانشی را تجربه می‌کردند. طبق نظریه جدید آنها، افق رویداد لازم نیست تا انرژی به آرامی از یک جسم پرجرم به شکل نور نشت کند. میدان گرانشی جسم به تنهایی به اندازه کافی خوب است.

نویسنده دوم، والتر ون سوئی‌لکوم، استاد ریاضیات دانشگاه رادبود، در بیانیه‌ای گفت: «ما نشان می‌دهیم که بسیار فراتر از یک سیاه‌چاله، انحنای فضا-زمان نقش بزرگی در ایجاد تابش دارد. ذرات قبلاً در آنجا [فرای سیاهچاله] توسط نیروهای جزر و مدی میدان گرانشی از هم جدا شده‌اند.»

معنای نظریه محققین در واقعیت مشخص نیست. احتمالاً با بالا رفتن سن ماده تشکیل دهنده ستارگان، ستارگان نوترونی و سیارات، در نهایت یک انتقال انرژی به یک حالت کاملاً جدید بسیار کم انرژی را تجربه خواهد کرد. این ممکن است برای فروپاشی تمام مواد در نهایت به سیاهچاله‌ها کافی باشد، سیاهچاله‌هایی که می‌توانند به آرامی به بیرون ریختن نور ادامه دهند تا زمانی که آنها نیز بدون هیچ ردی ناپدید شوند.

متأسفانه (یا خوشبختانه، بسته به هرگونه تردیدی که ممکن است در مورد تبخیر داشته باشید)، همه اینها فقط حدس و گمان‌هایی هستند که در انتظار تأیید هستند. برای اینکه بفهمیم آیا این یک پیش‌بینی واقعی از سرنوشت نهایی جهان ما است، فیزیکدانان باید مقداری تشعشعات هاوکینگ را که در اطراف اجرام متراکم گرانشی تولید می‌شود – هم در اطراف سیاه‌چاله‌ها و هم سیارات، ستارگان یا ستاره‌های نوترونی، شناسایی کنند. اگر قرار است همه چیز در یک نور سرد ناپدید شود، باید مکانهای زیادی برای دیدن وجود داشته باشد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Stephen Hawking’s most famous prediction could mean that everything in the universe is doomed to evaporate, new study says

By Ben Turner

https://www.space.com/stephen-hawking-famous-prediction-universe-doomed-evaporate