تويت
في دراسةٍ جديدةٍ اقترحَ باحثونَ فيزيائيّونَ أنّ الأشياءَ الماديّة مثلُ الإنسانِ أو المركبةِ الفضائية، بإمكانِها المرورُ عبرَ الثقبِ الدوديّ الموجودِ في مركزِ ثقبٍ أسودَ نظريًّا، وربّما سيكونُ بإمكانها الوصولُ إلى عوالِمَ أخرى أيضًا.
وهذا الأمرُ شبيهٌ إلى حدٍ ما بالفكرة التي حبكها فيلم انترستيلار (Interstellar) -حيثُ يبحثُ روّادُ الفضاءِ على كونٍ آخرَ صالحٍ لاحتضانِ الحضارة البشريّة بعد كارثةٍ غيّرت المناخ على الأرض، الأمر الذي أدّى إلى تدمير الحياة عليها- فقد قام العلماء بمحاكاةِ ما سيحدث لكرسيٍّ وعالِمٍ ومركبةٍ فضائيةٍ في حال تمّ وضعُ كلٍّ منها داخلَ ثقبٍ دوديّ كرويّ خاص بثقبٍ أسود.
يذكر «دييجو روبييرا غارسيا-Garcia Diego Rubiera» من جامعة لشبونة البرتغالية قوله: «ما قُمنا به هو إعادة النظر في التساؤل الجوهري حول العلاقة بين الجاذبيّة والبنية الأساسيّة للزمكان»، وأضاف في موقع آخر: «قمنا من الناحية العمليّة بإسقاط افتراضين من النسبية العامّة، إذ ما من سبب لوجودهما في توسّعات هذه النظريّة».
لكن قبل ذلك، لنعُد إلى الخلف قليلًا للحديث عن الأساسيات. فإنّه طبقًا للنظرية النسبية العامة التي صاغها آينشتاين، نجدُ في مركز الثقب الأسود ما يُسمّى بـ «التفرّد-Singularity» (وهي نقطة تكون فيها الجاذبية في أقصى درجاتها، وينتهي كلٌّ من الزمان والمكان فيها فعليًّا).
وإذا ما اقترب شيءٌ ما من «أفق الحدث-Event Horizon» فإنّه سيُسحقُ من جهة، ليمتدَّ من جهة أخرى في المقابل، وهذا يعُود لقِوى المدّ والجزر القاسية لجاذبية المنطقة الداخلية للثقب الأسود. وإذا ما تمكّن أيُّ شيءٍ من الوصول إلى غاية مركز الثقب الأسود، سيصبحُ رقيقًا وطويلًا للغاية، وهذا ما يُطلق عليه بـ تأثير الإسباغيتي.
وكان الفيزيائيّون قد حاولوا العبثَ بفرضية التفرّد في مركز الثقب الأسود منذ عدة سنوات، ولكي نتمكّن من تأكيد وجودها من الأساس، فإنّه يجب وضع عددٍ من الاحتمالات القابلة للحدوث من الناحية النظريّة.
وقد اقترحَ فيزيائيّون من جامعة «كامبرج-Cambridge» بالمملكة المُتحدّة في مطلع العام الحاليّ، أنّه لا وجود لسبب مُعيّن يدعونا لاستنتاجِ وجود التفرّد في قلب الثقب الأسود. واقترحوا أنّه في عالَمٍ مكوّن من خمسة أبعادَ أو أكثر -وكوننا غير مُستبعد أن يكون كذلك- يمكن أن يُوجدَ «تفرد مجرّد» غيرُ مُلزمٍ بوجود أفق حدث حوله.
إنّ هذه الفكرة من المُمكن أن تعني الكثير، وتمنحَ أفقًا جديدًا لفهمنا للطريقة التي تُسَيّرُ بها قوانينُ الفيزياء كونَنا، لأنّها ستقودنا في النهاية للشكّ في نظرية آينشتاين للنسبية العامة واحتمالِ أن تكون خاطئة.
يذكر «ساران تونياسوفوناكوول- Saran Tunyasuvunakool » أحد أعضاء فريق البحث بهذا الصدد قوله: «إذا ما وُجد التفرد المجرّد، ستسقط نظرية النسبية العامة. وإذا ما سقطت النسبيّة العامة سينقلبُ كلُّ شيءٍ رأسًا على عقب، لأنّها ستُجَرَّدُ من الميزة التقديريّة التي تتمتعُ بها، ولن تُعتَبر بعد ذلك نظريةً مُستقلّةً لشرحِ الكون».
يُحتملُ أن يكون آينشتاين مُخطئًا، حتّى أنّ عالم الفيزياء النظريّة الشهير ستيفن هوكينغ قد صارعَ لعقود طويلة مع إشكاليّة تعارض النسبيّة العامة مع ميكانيكا الكمّ عندَ الحديث عن الثقوب السوداء، ويُعرف هذا الإشكال بـ «مفارقة المعلومات».
إذن -وبافتراض أنّ شرُوط النسبيّة العامة ليست منقوشة على الحجر- تَقترحُ الدراسة الجديدة التي يُقدّمها فريق روربييرا-غارسيا أنّه بنزعِ شرط وجود نقطة تفرد في الثقب الأسود، سنجدُ ثُقبًا دوديًّا مَحدُودَ الحجم بدلَ ذلك. ثم دارَ نقاشٌ بعد ذلك حولَ مصير الأشياء التي تمرّ عبره، بَدءًا من كرسيّ إلى عالمٍ ثمّ مركبةٍ فضائيّة. وتمّت الإشارة إلى هذه الأشياء بكلمة (المراقِبِين).
وقد قام الفريق بتشكيل هؤلاء المراقبين على هيئة نقاط مُتصّلة بسبب التفاعلات الفيزيائيّة أو الكيميائيّة التي تسمحُ لكلّ شيء بأن يلتصقَ ببعضهِ البعض خلال سفرهِ عبرَ خطّ جيوديسيّ (وهو ببساطة الخطّ الذي تتخذه الأشياء كمسارٍ عبر الزمكان).
يقول روبييرا غارسيا: «كل جُسَيم من المراقبين يتبّع خطًّا جيوديسيًّا يُحدَّدُه مجال الجاذبيّة. وكلّ مسارٍ يتأثرُ بقوة جاذبيّة مُختلفة قليلًا عن الأخرى، ولكن على الرغم من ذلك فإنّ التفاعلات بين مكوّنات الأجسام ستقوم بالمحافظة عليها».
وقد بيّنَ فريق البحث في دراستهم التي نُشرت في مجلة «الجاذبيّة الكلاسيكية والكمومية-Classical and Quantum Gravity» أنَّ الوقت التي تقضيهِ أشعّة الضوء في رحلتها ذهابًا وإيّابًا بين جُزأين من الجسم يبقى محدودًا دائمًا. وهذا يعني أنّ القِوى المحدودة مهما كانت قوّتها سيكون بإمكانها التعويض عن أثرِ مجال الجاذبيّة على الأجسام الفيزيائية المُسافرة قُرب وداخل الثقب الدوديّ.
ونقتبسُ من أقوال فريق البحث في هذا الصدد: «وهكذا، فإنّ الأجزاء المختلفة للجسم سيبقى بإمكانها القيام بالتفاعلات الفيزيائيّة والكيميائيّة، وبناءً على ذلك يبقى قانون السبب والنتيجة مُطبّقًا على طول الطريق داخل الثقب الدوديّ».
وعليه فإنّه عندما تتوقع النسبية العامة أنّ الأشياء التي تقترب من الثقب الأسود تُسحق من جهة وتتمدّد من الجهة المُقابلة إلى مالا نهاية -إذا افترضنا وجود ثقب دوديّ نصفُ قطره محدود في قلب الثقب الأسود- فإنّ تلك الأشياء التي تمرّ عبره سيتمّ سحقها بنفس حجم الثقب الدوديّ نفسه.
وهذا مطابقٌ لفرضيّة روبييرا-غارسيا والتي تقضي أنّ الجسم الذي يعبرُ خلال الثقب الدوديّ بإمكانه النجاة من رحلته والوصول إلى الجهة الأخرى -من المُحتمل أن يكون كونًا آخر- وسيصل إلى هدفه سليمًا، لكنّه سيتمدّدُ في المقابل إلى نفس حجم الثقب الدوديّ. على الأقل لن يتمّ تدميره بشكل مُطلق، صحيح؟
وفي تعليق ساخر على الأمر يقول فريق غارسيا في المقال: «بالنّسبة لعالم الفيزياء النظريّة، فإنّ مُعاناة المراقبين تبقى أمرًا مقبولًا (حتى أنّه يمكن اعتبار ذلك كجزءٍ من عمل تجريبي) لكن تدميرهم المُطلق ليس باحتمال وارد».
وحتّى نصلَ إلى طريقة تسمحُ لنا برؤية الثقب الأسود، فإنّ كلّ ما تحدّثنا عنه سيبقى حبيسَ عالم الافتراضات بشكل مُطلق. ولكنّ صورة الثقب الأسود بدأت تتحسّن في أعيننا، فلم يعُد الأمر فظيعًا بالشّكل الذي كنّا نتوقعه في السابق، فقد كنّا نراهُ كمصيدةٍ قاتلةٍ تطمسُ الوجود تمامًا.
ونختمُ الحديث بما قاله هوكينغ خلال مؤتمر شاركَ فيه في أغسطس 2015 حولَ حلّه لمُعضلة مفارقة المعلومات في الثقب الأسود: «رسالةُ هذه المحاضرة أنّ الثقوب السوداء ليست سوداء بالشّكلِ الذي صُوِّرت عليه. وليست بتلكَ السجون الأبديّة التي كُنّا نظن. إذَا شعرتَ بأنّكَ داخل ثقبٍ أسود فلا تفقد الأمل، واعلم أنّ هناكَ طريقًا للنجاة».
وهذا الأمرُ شبيهٌ إلى حدٍ ما بالفكرة التي حبكها فيلم انترستيلار (Interstellar) -حيثُ يبحثُ روّادُ الفضاءِ على كونٍ آخرَ صالحٍ لاحتضانِ الحضارة البشريّة بعد كارثةٍ غيّرت المناخ على الأرض، الأمر الذي أدّى إلى تدمير الحياة عليها- فقد قام العلماء بمحاكاةِ ما سيحدث لكرسيٍّ وعالِمٍ ومركبةٍ فضائيةٍ في حال تمّ وضعُ كلٍّ منها داخلَ ثقبٍ دوديّ كرويّ خاص بثقبٍ أسود.
يذكر «دييجو روبييرا غارسيا-Garcia Diego Rubiera» من جامعة لشبونة البرتغالية قوله: «ما قُمنا به هو إعادة النظر في التساؤل الجوهري حول العلاقة بين الجاذبيّة والبنية الأساسيّة للزمكان»، وأضاف في موقع آخر: «قمنا من الناحية العمليّة بإسقاط افتراضين من النسبية العامّة، إذ ما من سبب لوجودهما في توسّعات هذه النظريّة».
لكن قبل ذلك، لنعُد إلى الخلف قليلًا للحديث عن الأساسيات. فإنّه طبقًا للنظرية النسبية العامة التي صاغها آينشتاين، نجدُ في مركز الثقب الأسود ما يُسمّى بـ «التفرّد-Singularity» (وهي نقطة تكون فيها الجاذبية في أقصى درجاتها، وينتهي كلٌّ من الزمان والمكان فيها فعليًّا).
وإذا ما اقترب شيءٌ ما من «أفق الحدث-Event Horizon» فإنّه سيُسحقُ من جهة، ليمتدَّ من جهة أخرى في المقابل، وهذا يعُود لقِوى المدّ والجزر القاسية لجاذبية المنطقة الداخلية للثقب الأسود. وإذا ما تمكّن أيُّ شيءٍ من الوصول إلى غاية مركز الثقب الأسود، سيصبحُ رقيقًا وطويلًا للغاية، وهذا ما يُطلق عليه بـ تأثير الإسباغيتي.
وكان الفيزيائيّون قد حاولوا العبثَ بفرضية التفرّد في مركز الثقب الأسود منذ عدة سنوات، ولكي نتمكّن من تأكيد وجودها من الأساس، فإنّه يجب وضع عددٍ من الاحتمالات القابلة للحدوث من الناحية النظريّة.
وقد اقترحَ فيزيائيّون من جامعة «كامبرج-Cambridge» بالمملكة المُتحدّة في مطلع العام الحاليّ، أنّه لا وجود لسبب مُعيّن يدعونا لاستنتاجِ وجود التفرّد في قلب الثقب الأسود. واقترحوا أنّه في عالَمٍ مكوّن من خمسة أبعادَ أو أكثر -وكوننا غير مُستبعد أن يكون كذلك- يمكن أن يُوجدَ «تفرد مجرّد» غيرُ مُلزمٍ بوجود أفق حدث حوله.
إنّ هذه الفكرة من المُمكن أن تعني الكثير، وتمنحَ أفقًا جديدًا لفهمنا للطريقة التي تُسَيّرُ بها قوانينُ الفيزياء كونَنا، لأنّها ستقودنا في النهاية للشكّ في نظرية آينشتاين للنسبية العامة واحتمالِ أن تكون خاطئة.
يذكر «ساران تونياسوفوناكوول- Saran Tunyasuvunakool » أحد أعضاء فريق البحث بهذا الصدد قوله: «إذا ما وُجد التفرد المجرّد، ستسقط نظرية النسبية العامة. وإذا ما سقطت النسبيّة العامة سينقلبُ كلُّ شيءٍ رأسًا على عقب، لأنّها ستُجَرَّدُ من الميزة التقديريّة التي تتمتعُ بها، ولن تُعتَبر بعد ذلك نظريةً مُستقلّةً لشرحِ الكون».
يُحتملُ أن يكون آينشتاين مُخطئًا، حتّى أنّ عالم الفيزياء النظريّة الشهير ستيفن هوكينغ قد صارعَ لعقود طويلة مع إشكاليّة تعارض النسبيّة العامة مع ميكانيكا الكمّ عندَ الحديث عن الثقوب السوداء، ويُعرف هذا الإشكال بـ «مفارقة المعلومات».
إذن -وبافتراض أنّ شرُوط النسبيّة العامة ليست منقوشة على الحجر- تَقترحُ الدراسة الجديدة التي يُقدّمها فريق روربييرا-غارسيا أنّه بنزعِ شرط وجود نقطة تفرد في الثقب الأسود، سنجدُ ثُقبًا دوديًّا مَحدُودَ الحجم بدلَ ذلك. ثم دارَ نقاشٌ بعد ذلك حولَ مصير الأشياء التي تمرّ عبره، بَدءًا من كرسيّ إلى عالمٍ ثمّ مركبةٍ فضائيّة. وتمّت الإشارة إلى هذه الأشياء بكلمة (المراقِبِين).
وقد قام الفريق بتشكيل هؤلاء المراقبين على هيئة نقاط مُتصّلة بسبب التفاعلات الفيزيائيّة أو الكيميائيّة التي تسمحُ لكلّ شيء بأن يلتصقَ ببعضهِ البعض خلال سفرهِ عبرَ خطّ جيوديسيّ (وهو ببساطة الخطّ الذي تتخذه الأشياء كمسارٍ عبر الزمكان).
يقول روبييرا غارسيا: «كل جُسَيم من المراقبين يتبّع خطًّا جيوديسيًّا يُحدَّدُه مجال الجاذبيّة. وكلّ مسارٍ يتأثرُ بقوة جاذبيّة مُختلفة قليلًا عن الأخرى، ولكن على الرغم من ذلك فإنّ التفاعلات بين مكوّنات الأجسام ستقوم بالمحافظة عليها».
وقد بيّنَ فريق البحث في دراستهم التي نُشرت في مجلة «الجاذبيّة الكلاسيكية والكمومية-Classical and Quantum Gravity» أنَّ الوقت التي تقضيهِ أشعّة الضوء في رحلتها ذهابًا وإيّابًا بين جُزأين من الجسم يبقى محدودًا دائمًا. وهذا يعني أنّ القِوى المحدودة مهما كانت قوّتها سيكون بإمكانها التعويض عن أثرِ مجال الجاذبيّة على الأجسام الفيزيائية المُسافرة قُرب وداخل الثقب الدوديّ.
ونقتبسُ من أقوال فريق البحث في هذا الصدد: «وهكذا، فإنّ الأجزاء المختلفة للجسم سيبقى بإمكانها القيام بالتفاعلات الفيزيائيّة والكيميائيّة، وبناءً على ذلك يبقى قانون السبب والنتيجة مُطبّقًا على طول الطريق داخل الثقب الدوديّ».
وعليه فإنّه عندما تتوقع النسبية العامة أنّ الأشياء التي تقترب من الثقب الأسود تُسحق من جهة وتتمدّد من الجهة المُقابلة إلى مالا نهاية -إذا افترضنا وجود ثقب دوديّ نصفُ قطره محدود في قلب الثقب الأسود- فإنّ تلك الأشياء التي تمرّ عبره سيتمّ سحقها بنفس حجم الثقب الدوديّ نفسه.
وهذا مطابقٌ لفرضيّة روبييرا-غارسيا والتي تقضي أنّ الجسم الذي يعبرُ خلال الثقب الدوديّ بإمكانه النجاة من رحلته والوصول إلى الجهة الأخرى -من المُحتمل أن يكون كونًا آخر- وسيصل إلى هدفه سليمًا، لكنّه سيتمدّدُ في المقابل إلى نفس حجم الثقب الدوديّ. على الأقل لن يتمّ تدميره بشكل مُطلق، صحيح؟
وفي تعليق ساخر على الأمر يقول فريق غارسيا في المقال: «بالنّسبة لعالم الفيزياء النظريّة، فإنّ مُعاناة المراقبين تبقى أمرًا مقبولًا (حتى أنّه يمكن اعتبار ذلك كجزءٍ من عمل تجريبي) لكن تدميرهم المُطلق ليس باحتمال وارد».
وحتّى نصلَ إلى طريقة تسمحُ لنا برؤية الثقب الأسود، فإنّ كلّ ما تحدّثنا عنه سيبقى حبيسَ عالم الافتراضات بشكل مُطلق. ولكنّ صورة الثقب الأسود بدأت تتحسّن في أعيننا، فلم يعُد الأمر فظيعًا بالشّكل الذي كنّا نتوقعه في السابق، فقد كنّا نراهُ كمصيدةٍ قاتلةٍ تطمسُ الوجود تمامًا.
ونختمُ الحديث بما قاله هوكينغ خلال مؤتمر شاركَ فيه في أغسطس 2015 حولَ حلّه لمُعضلة مفارقة المعلومات في الثقب الأسود: «رسالةُ هذه المحاضرة أنّ الثقوب السوداء ليست سوداء بالشّكلِ الذي صُوِّرت عليه. وليست بتلكَ السجون الأبديّة التي كُنّا نظن. إذَا شعرتَ بأنّكَ داخل ثقبٍ أسود فلا تفقد الأمل، واعلم أنّ هناكَ طريقًا للنجاة».