سیاه چاله ها از اسرارآمیزترین اجرام فضا هستند و معماهای زیادی را بهوجود آوردهاند. هرچند به باور برخی دانشمندان سیاه چاله وجود خارجی ندارد و صرفا یک توهم نظری است.
سیاه چاله در نتیجه نظریه نسبیت عام اینشتین متولد شد. هرچند بعدها بهیکی از جذابترین موضوعات اخترفیزیک برای دانشمندان و افراد عادی بدل گشت. همین جذابیت نیز باعث شد که مطالعات بسیار زیادی روی آن انجام شود. هرچند یک نظریه عجیب میتواند تمام مطالعات پیشین را زیر سوال ببرد.
بر اساس نظریه گرتاختر سیاه چاله در جهان وجود ندارد
ما تاکنون اطلاعات مهمی از سیاه چاله بهدست آوردهایم؛ اما پرسشهای مهمی نیز بیپاسخ ماندهاند. بهعنوان مثال میدانیم که هر سیاه چاله مرزی بیرونی بهنام افق رویداد دارد. اگر جرمی از افق رویداد رد شود، بهخاطر گرانش وحشتناک سیاه چاله بهسمت نقطهای بهنام تکینگی هدایت میشود. در ایننقطه گرانش به بینهایت میرسد و زمان متوقف میشود.
بهطور سادهتر میتوان گفت که در تکینگی قوانین فیزیک جواب نمیدهند و هیچ چیزی معنا ندارد. اما این تنها دلیلی نیست که برخی دانشمندان فکر میکنند سیاه چاله وجود خارجی ندارد. دیگر مشکلی که در مورد سیاه چاله مطرح میشود پارادوکس اطلاعات است. اگر یک سیاه چاله دارای جرم باشد (که اینگونه است)، باید بر اساس قانون اول ترمودینامیک دمای مشخصی نیز داشته باشد.
همچنین باید بر اساس قانون دوم ترمودینامیک گرما را به بیرون ساطع کند. استفان هاوکینگ پیشبینی کرده بود که سیاه چاله ها باید تشعشعاتی را به بیرون بفرستد. این تشعشعات اکنون بهنام تابش هاوکینگ شناخته میشوند. هرچند هاوکینگ بعدها به یک پارادوکس اشاره کرد. اگر بخار شدن سیاه چاله وجود داشته باشد، بنابراین بخشی از اطلاعات فیزیکی درون آن برای همیشه نابود میشوند.
در سال ۲۰۱۶ نیز Jean-Pierre Luminet، دانشمند مطرح حوزه اخترفیزیک گفت که اطلاعات ساطعشده از طریق تابش هاوکینگ آسیبدیده هستند و نمیتوانند مادهای که در حالت اولیه وارد سیاه چاله شد را بازسازی کنند. هرچند که از دست رفتن غیرقابل بازگشت اطلاعات با معادله شرودینگر در تضاد است. بر اساس این معادله سیستمهای فیزیکی که در طول زمان تغییر میکنند، نمیتوانند اطلاعات را ایجاد کرده و یا از بین ببرند.
بهطور خلاصه میتوان گفت که مشکلی در درک ما از سیاه چاله وجود دارد. همین پارادوکس عجیب نیز سبب شده که برخی بگویند سیاه چاله کلا وجود خارجی ندارد. البته در طول این سالها دانشمندان بسیاری تلاش کردهاند معماهای مربوط به سیاه چاله را حل کنند؛ اما هربار به یک نتیجه عجیب رسیدند. بهعنوان مثال برخی از دانشمندان اکنون تصور میکنند که ما در یک جهان هولوگرافیک زندگی میکنیم.
اما با همه اینها دانشمندان توانستهاند تصاویری را ثبت کنند که گویی به سیاه چاله تعلق دارند. اگر سیاه چاله وجود خارجی ندارد، پس تصویر سیاه چاله مرکزی کهکشان مسیه 87 چه چیزی را نشان میدهد؟ در سال ۲۰۰۲ بود که دو دانشمند بهنامهای Pawel Mazur و Emil Mottola در اخبار نجوم حسابی غوغا کردند. آنها گفتند آنچه ما بهعنوان سیاه چاله تصور میکنیم، در واقع گرتاختر است. بر اساس این نظریه در طول فرآیند مرگ یک ستاره بزرگ گرانش شدید باعث میشود که ماده به حالت چگالش بوز-اینشتین (حالت پنجم ماده) در آید.
حالت چگالش بوز-اینشتین زمانی رخ میدهد که دما فوقالعاده پایین بیاید. در این حالت اتمها آنقدر انرژی پایینی خواهند داشت که همگی همچون یک سوپراتم رفتار میکنند. وقتی یک ستاره در آستانه فروپاشی در مرحله افق رویداد قرار میگیرد، ماده درونی به این حالت جدید تبدیل میشود. در نتیجه این حالت فشار بهسمت بیرون اعمال میشود تا ستاره به تکینگی (که با قوانین فیزیک قابل توضیح نیست) نرسد.
در گرتاخترها این بافت فوقالعاده خمیده فضا-زمان توسط لایهای بهشدت باریک، سرد، تاریک و تقریبا آسیبناپذیر محاصره شده است. این حالت جدید از ماده مقاومت بسیار بالایی دارد؛ اما همچون یک حباب تا حدودی منعطف است. بههمینخاطر اگر چیزی اسیر گرانش شدید گرتاختر شود، به داخل آن کشیده شده و متلاشی میشود. در نهایت نیز جرم بیرونی به بخشی از لایه محافظ گرتاختر تبدیل خواهد شد.
در صورتی که وجود گرتاخترها اثبات شود، میتوان بهراحتی گفت که دیگر چیزی به اسم سیاه چاله وجود خارجی ندارد. در آن زمان دیگر لازم نیست درگیری موارد عجیبی همچون تکینگی باشیم. هرچند مشاهدات تلسکوپهای قدرتمند با تعاریف ارائهشده از سیاه چاله همخوانی دارند. در این رابطه چه چیزی میتوان گفت؟
علاقهمندان به نظریه گرتاختر بر این باور هستند که آنچه ما از دور میبینیم تنها سایهای است که بهخاطر پدیدهای دیگر ایجاد میشود. این پدیده انتقال به سرخ گرانشی نام دارد و زمانی ایجاد میشود که نور مجبور باشد برای فرار از منطقهای با گرانش بسیار قوی قسمتی از انرژی خود را از دست بدهد. در واقع وقتی نور حاضر در این مناطق به زمین میرسد، بخش زیادی از انرژی خود را از دست داده است و همین باعث میشود که سایهای مشابه سیاه چاله شکل گیرد.
با همه اینها هنوز سوالهای زیادی در مورد گرتاخترها وجود دارد که باید پاسخ داده شوند. برخی دانشمندان تصور میکنند که سیاه چاله وجود خارجی ندارد و برخی دیگر نیز نظریه گرتاختر را منطقی نمیدانند. همچنین برخی معتقد هستند که امکان وجود همزمان گرتاختر و سیاه چاله وجود دارد. در نهایت باید گفت که هنوز بخشهای زیادی از جهان هستند که انسان از درک آنها عاجز است.