احتمال دارد کل جهان هستی درون یک سیاه چاله غول‌پیکر باشد

بسیاری از اخترشناسان تلاش می‌کنند با استفاده از تلسکوپ‌های قدرتمند به بررسی کهکشان ها و ستاره های جدید بپردازند. هرچند که بر اساس یک نظریه جدید کل جهان هستی درون یک سیاه چاله غول‌پیکر قرار دارد.

اگر از طرفداران فیلم‌های علمی‌ تخیلی باشد، حتما با این مفهوم آشنایی دارید که درون سیاه چاله دنیاهایی مشابه جهان هستی قرار دارد. بر این اساس اگر بتوانید به‌نحوی از افق رویداد یک سیاه چاله بگذریم و به بخش داخلی آن سفر کنیم، می‌توانیم با واقعیت‌ها و ابعاد جدیدی مواجه شویم که پیشتر برای ما قابل درک نبوده‌اند. حتی این احتمال وجود دارد که متیو مک‌کانهی را نیز از فیلم اینتراستلار مشاهده کنیم.

هرچند یک مشکل کوچک برای کشف جهان هستی درون سیاه چاله وجود دارد. از آنجایی که هیچ‌چیزی به‌جز تابش هاوکینگ نمی‌تواند از گرانش قوی سیاه چاله فرار کند، سفر شما کاملا یک‌طرفه خواهد بود. در واقع نه‌تنها شما نمی‌توانید آنچه را مشاهده کرده‌اید به دیگران منتقل کنید، بلکه تجهیزات ارتباطی نیز کار نخواهند کرد. این موارد را می‌توان در رویاهای افراد علاقه‌مند به فضا و آثار تخیلی دید. اما دانشمندان در مورد احتمال وجود جهان های دیگر درون سیاه چاله چه می‌گویند؟

نظریه وجود جهان هستی درون یک سیاه چاله غول‌پیکر از نظر علمی ممکن است

شاید باورتان نشود؛ اما برخی از دانشمندان و پژوهشگران نیز همین بار را دارند. هرچند با این تفاوت که آنها در مورد وجود جهان های دیگر صحبت نمی‌کنند و بر این باور هستند که جهان هستی درون سیاه چاله قرار دارد. به باور این افراد شاید مرز پایانی جهان که هرگز قادر نیستیم به آن برسیم، افق رویداد یک سیاه چاله بزرگ باشد. شاید چنین تصوری خیالی و خنده‌دار به‌نظر برسد. اما باید بدانید که این مفهوم نه‌تنها از نظر علمی ممکن است، بلکه می‌تواند برخی از مشکلات فیزیک را حل کند.

اگر جهان هستی درون یک سیاه چاله غول‌پیکر باشد، چطور می‌توانیم از زندان خود خارج شویم و از این بابت نیز اطمینان حاصل کنیم؟

آغاز با مه‌بانگ

بسیاری از افراد این سوال را پرسیده‌اند که اگر انفجار مه‌بانگ آغازگر جهان بوده است، پس قبل از آن چه‌چیزی وجود داشت. این سوال از دوران باستان نیز پیرامون مفهوم آفریدگار وجود داشته است. اگر خدا همه‌چیز را خلق کرده، پس چه‌چیزی در مرحله اول خدا را شکل داده است؟ برخی بر این باور هستند که انسان باید بپذیرد توانایی پاسخ‌گویی به همه سوالات را ندارد.

قوی‌ترین تلسکوپ بشر جیمز وب نام دارد و این تلسکوپ می‌تواند در بهترین حالت ۱۰۰ میلیون سال پس از رخ‌دادن مه‌بانگ را مشاهده کند. در واقع تلسکوپ فضایی جیمز وب قادر نیست تصویری از لحظات اولیه پیدایش جهان ارائه دهد. ما اطمینان داریم که انفجار مه‌بانگ حدود ۱۳.۷ میلیارد سال پیش رخ داده است. هرچند که ^۳۶- ۱۰ ثانیه (معدل یک ترلیونم یک ترلیونم یک ترلیونم یک ثانیه) پس از این اتفاق فضا همچون یک بادکنک منبسط شد.

اولین پروتون‌ها و نوترون‌ها حدود ^۶- ۱۰ ثانیه پس از مه‌بانگ به‌وجود آمدند و سه دقیقه پس از آن نیز اولین عنصر هستی یعنی دوتریم (ایزوتوپ هیدروژن) تشکیل شد. هرچند برای بررسی احتمال وجود جهان هستی درون یک سیاه چاله باید نگاهی به پیش از مه‌بانگ داشته باشیم. برخی پژوهشگران تصور می‌کنند که پیش از مه‌بانگ کل جهان هستی درون یک نقطه با چگالی بی‌نهایت به‌نام تکینگی جمع شده بود.

تکینگی منفجر شد و هنوز نیز دست از انبساط بر نداشته است. چنین چیزی دقیقا برخلاف یک سیاه چاله است. سیاه چاله نیز نقطه‌ای با چگالی بی‌نهایت را در بافت فضا-زمان ایجاد کرده است. هرچند که به‌جای فرستادن ماده به بیرون، سیاه چاله همه‌چیز را می‌بلعد. به باور برخی از دانشمندان ارتباطی ظریف در این مسئله وجود دارد. آنها احتمال می‌دهند که با شکل‌گیری هر سیاه چاله یک جهان هستی جدید نیز درون آن شکل گیرد.

فراتر از افق رویداد

شاید با خود بگویید که سیاه چاله ها در ابعاد جهان هستی نیستند. افق رویداد یک سیاه چاله کوچک همچون XTE J1650-500 به تنها ۲۴ کیلومتر می‌رسد. هرچند که این میزان برای بزرگترین سیاه چاله شناخته‌شده در جهان یعنی Ton 618 برابر با ۴۲۱ میلیارد کیلومتر است. در واقع در قطر این سیاه چاله می‌توان ۴۳ منظومه شمسی را به‌طور کامل جا داد.

هرچند باید بدانید که قطر کل جهان هستی ۲۳ ترلیون سال نوری است. در بخش قابل مشاهده جهان هستی (۱/۲۵۰ کل آن) نیز حدود ۲ ترلیون کهکشان وجود دارد. چطور می‌تواند جهان هستی با این عظمت درون یک سیاه چاله باشد؟ برای یادآوری باید بگوییم که تمامی سیاه چاله ها در نقطه‌ای به‌نام تکینگی متراکم هستند. در واقع شعاع افق رویداد یک سیاه چاله به جرم داخلی آن بستگی دارد. هرچقدر جرم بیشتر باشد، افق رویداد نیز بزرگتر خواهد شد.

یک فیزیکدان آلمانی به‌نام کارل شوارتزشیلد توانست در سال ۱۹۱۶ فرمولی را برای محاسبه شعاع سیاه چاله ارائه دهد. این فرمول به‌صورت R_g = 2GM/c² است و در آن C سرعت نور، M جرم جسم مورد نظر و G ثابت گرانش در نظر گرفته می‌شود. جالب اینجاست که اگر تمامی جرم جهان هستی را در یک نقطه جمع کنید و سپس آن را درون این معادله قرار دهید، شعاعی دریافت خواهید کرد که دقیقا هم‌اندازه جهان قابل مشاهده است. آیا هنوز نمی‌توان گفت که جهان هستی درون یک سیاه چاله قرار دارد؟

گرفتار در یک زندان فضایی

شاید با خود بگویید که بشر روزی به لبه جهان هستی سفر خواهد کرد. در این حالت می‌توان از لبه سیاه چاله به جهان دیگری نگاه کرد که جهان هستی ما درون آن قرار گرفته است. اما باید گفت که چنین چیزی غیرممکن است. داده‌های اخترشناسی نشان می‌دهد که جهان ما با سرعت فو‌ق‌العاده زیادی منبسط می‌شود. به‌همین‌خاطر هرگز نمی‌توانیم به لبه جهان برسیم. از طرفی دیگر باید گفت که چیزی به‌نام لبه یا مرز جهان وجود ندارد.

ساختار خاص فضا-زمان باعث می‌شود که جهان هستی بیشتر شبیه یک دونات باشد. بنابراین هرچقدر هم فناوری بشر پیشرفت کند و با سرعتی فوق‌العاده بالا حرکت کنیم، باز ممکن است به همان نقطه پیشین برگردیم. همانطور که نمی‌توان به مرز بیرونی جهان هستی رسید، امکان رسیدن به مرکز سیاه چاله نیز وجود ندارد. در اینجا شاید از خود بپرسید که مگر سیاه چاله اجرام اطراف خود را نمی‌بلعد، پس چرا ما ناگهان با اجرام جدید و متفاوت مواجه نمی‌شویم؟

توجه داشته باشید که اگر یک جرم از افق رویداد سیاه چاله رد شود، غیرممکن است که بتواند به‌همان شکل اولیه باقی بماند. جرم وارد شده با سرعتی نزدیک به سرعت نور به سمت مرکز سیاه چاله حرکت می‌کند و زمان برای آن تقریبا متوقف می‌شود. هرچند این جرم برای ابد پایدار باقی نخواهد ماند؛ زیرا سیاه چاله آن را به بافت مولکولی تجزیه خواهد کرد.

وجود چندین جهان هستی درون سیاه چاله های متعدد

بیایید بپذیریم که جهان هستی درون یک سیاه چاله قرار دارد. در این صورت آیا نمی‌توان گفت که یک جهان دیگر نیز درون سیاه چاله های غول‌پیکری که می‌بینیم وجود دارد؟ آیا چنین باوری سبب نمی‌شود که جهان هستی ماهیتی چند لایه پیدا کند؟ دقیقا همینطور است. بر اساس این نظریه هر سیاه چاله جهان منحصر‌به‌فردی را درون خود جا داده است. در واقع شکل درست مولتی‌ورس به درختی می‌ماند که هر چندوقت‌ یکبار شاخه و برگ‌های جدید می‌دهد.

در این حالت جهان‌های موازی هم ماهیتی کاملا متفاوت پیدا می‌کنند. هرچند که با وجود این نظریه نیز برخی سوال‌ها هنوز بی‌پاسخ باقی می‌مانند. به‌عنوان مثال چه چیزی اولین جهان را شکل داد و یا اینکه ماهیت خدا چگونه شکل گرفت؟

با وجود این، نظریه قرار داشتن جهان هستی درون یک سیاه چاله می‌تواند به برخی از مشکلات فیزیک پاسخ بدهد. بشر با همه پیشرفت‌های کنونی خود هنوز از درک ماهیت انرژی تاریک ناتوان است. انرژی تاریک بخشی اسرارآمیز است که نیروی لازم برای انبساط جهان را فراهم می‌کند. نه‌تنها ما از انرژی تاریک اطلاعات درستی نداریم، بلکه متوجه نمی‌شویم که چرا جهان با سرعتی رو به افزایش در حال منبسط شدن است.

هرچند بر اساس نظریه سیاه چاله می‌توان گفت که انرژی تاریک به‌واسطه مواد بیرونی جذب شده به درون سیاه چاله ایجاد می‌کند. موادی که به سیاه چاله اصلی جهان هستی کشیده می‌شوند به انرژی تبدیل خواهند شد و این انرژی نیز در نهایت زمینه را برای انبساط جهان فراهم می‌کند. این نگاه می‌تواند انبساط سریع جهان پس از مه‌بانگ را نیز توضیح دهد.

بررسی یک نظریه منحصر‌به‌فرد

اگرچه نظریه وجود جهان هستی درون سیاه چاله می‌تواند به برخی از مسائل پاسخ دهد، اما برخی مسائل دیگر را نیز ایجاد می‌کند. به‌عنوان مثال این نظریه نمی‌تواند توضیح دهد که چرا انبساط اولیه جهان آهسته‌تر شده است. ما همچنین دقیقا نمی‌دانیم که چطور مواد بیرون از سیاه چاله  در داخل آن به انرژی تبدیل می‌شوند. سوال مهم نحوه شکل‌گیری جهان اولیه هم بی‌پاسخ می‌ماند.

هرچند اگر روزی بتوانیم همه این سوال‌ها را هم پاسخ دهیم، باز یک مانع غیرقابل گذر باقی می‌ماند. چطور می‌توان این نظریه را بررسی کرد؟ چطور می‌توانیم متوجه شویم که درون یک سیاه چاله هستیم؟ از طرفی ما نمی‌توانیم به لبه یا مرز جهان سفر کنیم؛ زیرا چنین نقطه‌ای وجود خارجی ندارد. از طرفی دیگر به‌خاطر گرانش وحشتناک سیاه چاله هیچ کاوشگری از دنیای بیرون نمی‌تواند سالم به دنیای ما وارد شود. به‌همین‌خاطر امکان ارتباط با موجوداتی از جهان دیگر وجود ندارد.

در نهایت دو گزینه برای علاقه‌مندان به نظریه وجود جهان هستی درون سیاه چاله باقی می‌ماند: تابش پس‌زمینه کیهانی و تابش هاوکینگ. تابش پس‌زمینه کیهانی مجموعه‌ انرژی باقیمانده از رخداد مه‌بانگ است. دانشمندانی همچون Roger Penrose بر این باور هستند که در تابش پس‌زمینه کیهانی می‌توان نشانه‌هایی از یک جهان دیگر را مشاهده کرد که پیش از مه‌بانگ وجود داشته است.

تابش هاوکینگ نیز میزان انرژی از دست رفته سیاه چاله در مدت زمان بسیار زیاد است. آیا می‌توانیم این انرژی را هنگام خارج شدن از جهان خود مشاهده کنیم؟ اگر در نهایت مدرک ملموسی ارائه نشود، باید نظریه وجود جهان هستی درون سیاه چاله را کنار گذاشت و به اکتشافات کنونی بسنده کرد.

بیشتر بخوانید: جیمز وب با قطعیت می‌گوید که تصور ما از جهان اشتباه است ستاره ای که سن بیشتری از هستی دارد؛ چگونه ممکن است؟! تماشا کنید: سفر در سیاه چاله با تکنولوژی شبیه سازی ناسا آیا وجود مولتی ورس یا جهان های موازی از نظر علمی درست است؟ انرژی تاریک در حال ضعیف شدن است؛ دانشمندان وحشت کرده‌اند نگاهی به بزرگترین سیاه چاله های جهان؛ وقتی عظمت کیهان باورکردنی نیست!