بررسیهای دانشمندان نشان میدهد که امکان ندارد پس از بیگ بنگ سیاه چاله های نخستین ایجاد شده باشند. چراکه وجود سیاه چاله های کوچک جهان را در مدت کوتاهی نابود میکند.
پیشرفت علم در ۱۰۰ سال اخیر باعث شده که به اطلاعات شگفتانگیزی در رابطه با سیاه چاله دست یابیم. سیاه چاله ها در سه دسته کوچک، متوسط و کلانجرم قرار میگیرند. هرچند که در اخبار نجوم معمولا به سیاه چاله های کلان جرم پرداخته میشود. این مدل سیاه چاله ها در مرکز کهکشان ها قرار دارند و با قدرت گرانشی وحشتناک خود ستاره ها را بهکام مرگ میکشانند.
از نظر تئوری سیاه چاله های کوچک نیز باید وجود خارجی داشته باشند. هرچند که انسان تاکنون توانسته بهخاطر محدودیتهای ابزارهای علمی خود صرفا سیاه چاله های بزرگ را مشاهده کند.
وجود سیاه چاله های کوچک با وجود جهان هستی در تعارض است
پیشتر این باور وجود داشت که پس از بیگ بنگ سیاه چاله های اولیه با ابعاد بسیار کوچک شکل گرفتهاند؛ اما حالا دانشمندان در این باور تردید جدی دارند. برای چندین دهه دانشمندان مختلف ایده شکلگیری سیاه چاله های اولیه را بررسی کردهاند. بهباور این افراد در وضعیت آشفته ابتدایی جهان کوچکترین افزایش تراکم میتوانست به شکلگیری یک سیاه چاله کوچک منجر شود. هرچند مشخص شده اگر جرم این سیاه چاله ها از میزان مشخصی کمتر بود، کل اجرام موجود در جهان محو میشدند.
البته این مسئله ممکن است در نگاه اول غیرمنطقی و متناقض بهنظر برسد. سیاه چاله ها بهعنوان نابودگرهای کیهانی شناخته میشوند. هرچقدر جرم آنها بیشتر باشد نیز نیروی گرانش بیشتری خواهند داشت و ميتوانند اجرام را از فاصله دورتری اسیر خود کنند. بدینترتیب سیاه چاله های کلانجرم باید نسبت به نمونههای کوچک خطرناکتر باشند. پس چگونه است که وجود سیاه چاله های کوچک در ابتدای جهان میتوانسته همهچیز را نابود کند؟
مسئله به سازوکار بوزون هیگز مربوط میشود. بوزون هیگز ذرهای است که به همهچیز در جهان جرم میدهد. جرم در واقع واکنش بین ذرات سازنده ما و میدان هیگز است. بهبیان سادهتر میتوان گفت که میدان هیگز در همهجا حضور دارد. حال هرچقدر قدرت واکنش مواد و ذرات بنیادی با بوزون هیگز بیشتر باشد، جرم آنها بیشتر خواهد بود.
فوتونها بهخاطر واکنش ضعیف با میدان هیگز تقریبا جرم خاصی ندارند. جرم الکترون نیز بهخاطر همین واکنش بهمیزان مشخصی ثابت است. هرچند که وجود سیاه چاله های کوچک اولیه در جهان هستی میتواند چنین سازوکار مهمی را بههم بریزد.
طبیعتا کوچکترین تغییر در این سازوکار نیز میتواند جهان ما را نابود کند. بهعنوان مثال اگر ماهیت میدان هیگز اندکی تغییر کند، شاید ذرات سازنده نور بهصورت متفاوتی واکنش نشان دهند و بسیار سنگین شوند. در این حالت تمامی قوانین فیزیک در رابطه با نیروها، مواد و جرم تغییر خواهند کرد. جهان اطراف ما نیز دیگر ماهیت متفاوتی خواهد داشت.
البته بهتر است بگوییم که در صورت وجود سیاه چاله های کوچک دیگر انسانی بهوجود نميآمد که بخواهد در مورد قوانین جدید نظر بدهد. حتی این احتمال وجود داشت که ساختار جهان در همان لحظههای اولیه دچار فروپاشی شود. این اتفاق نیز در اثر فرآیندی بهنام واپاشی خلاء رخ میدهد. خلاء کاذب (جایی که هیگز در پایینترین حالت انرژی ممکن قرار دارد) در نهایت گسترش پیدا میکند و سبب نابودی جهان میشود. البته چندان جای نگرانی نیست. چراکه بر اساس بررسیهای دانشمندان حالت شبهپایداری کنونی هیگز بسیار پایدار است.
گرچه چنین چیزی هیچ ارتباطی با زندگی بیاهمیت موجودات کوچکی بهنام انسان در نقطه دورافتادهای از جهان ارتباط ندارد، بلکه صرفا بهخاطر تکامل جهان هستی در بلندمدت است. در حالت عادی نیز هیگز برای مدتی طولانیتر از عمر کنونی جهان به پایینترین حالت انرژی خود نمیرود. بهبیان سادهتر سازوکار هیگز بهاین زودیها نابود نخواهد شد و جهان به مسیر تکاملی خود ادامه میدهد.
اما همه اینها چه ارتباطی با وجود سیاه چاله های کوچک در مراحل اولیه شکلگیری جهان دارند؟ به باور دانشمندان سیاه چاله های نخستین تنها عواملی بودند که میتوانستند با ایجاد زنجیرهای از حبابهای خلاء کاذب جهان را بهنابودی بکشانند. تمامی سیاه چاله ها با بافت فضا-زمان در اطراف خود ارتباط برقرار میکنند که در نتیجه آن شاهد تابش هاوکینگ هستیم.
تابش هاوکینگ باعث میشود که بخشی از انرژی سیاه چاله کاسته شود. هرچقدر هم سیاه چاله کوچکتر باشد، انرژی بیشتر خواهد شد. در واقع اگر جرم سیاه چاله از میزان مشخصی کمتر باشد، ترکیب نیروی گرانشی و تابش هاوکینگ میتواند آنچنان انرژی شدیدی را ارائه کند که در نتیجه آن هیگز از حالت شبهپایدار خود خارج شده و برای نابودی جهان آماده شود. پژوهشگران برای بررسی ماهیت سیاه چاله های کوچک عامل دما را نیز در نظر گرفتند.
هرچقدر یک سیاه چاله کوچکتر باشد، دمای آن نیز بیشتر خواهد شد. چراکه تابش هاوکینگ شدیدتری خواهد داشت. در نتیجه مدلسازیهای مختلف نشان داد که اگر سیاه چاله ای با وزن کمتر از یک میلیارد تن وجود داشت، تاکنون خلاء کاذب شکل گرفته بود و جهان نابود میشد. این میزان کمی بیشتر از وزن تمامی انسانهای زنده روی کره زمین است. اگر کنجکاو هستید باید بگوییم که پلاسمای تولید شده توسط یک سیاه چاله کوچک با چنین جرمی میتوانست به ۱۰ بهتوان ۲۴ درجه برسد. چنین دمایی ۱۰۰ میلیارد برابر داغتر از چیزی است که در شدیدترین انفجارهای ابرنواختر رخ میدهد.
پژوهش جدید با قطعیت احتمال وجود سیاه چاله های کوچک و ذرهای را رد میکند. هرچند دانشمندان تاکید میکنند که نظریه ارائه شده بر اساس مدلهای استاندارد کنونی درست است. در این مدلها نیز موارد اثباتنشدهای همچون ماده و انرژی تاریک در نظر گرفته نمیشوند. اگر در آینده انسان بتواند وجود ماده و انرژی تاریک را اثبات کند، حتما باید تاثیر آنها بر پایدارسازی میدان هیگز در شرایط شدید را بررسی کند. اگر آنها تاثیر خاصی نداشته باشند، همچنان میتوان وجود سیاه چاله های کوچک را رد کرد.
هرچند اگر روزی در اخبار نجوم خبر کشف یک سیاه چاله کوچک منتشر شود، میتوان گفت که فیزیک ذرات باید تغییر کند. در هر صورت وجود سیاه چاله های کوچک با قوانین کنونی فیزیک ذرات در تضاد هستند و امکان وجود آنها صفر است. گرچه در طول قرنهای گذشته بارها دید انسان نسبت به جهان هستی تغییر کرده است و شاید در آینده نیز شاهد انقلاب بزرگی در باورهای علمی باشیم.