به نقل از «ایران اکونومیست»

احتمالا برخی از سیاه‌چاله‌ها، سیاه‌چاله نیستند!

تاریخ انتشار: ۲ خرداد ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۷۸۱۵۰۱۱

یک مقاله جدید نحوه تعامل نور با اجرام نظری به نام "سالیتون‌های توپولوژیک" را مورد بحث قرار می‌دهد که «پیچ‌خوردگی‌هایی در بافت فضا-زمان» هستند که دقیقاً شبیه به سیاه‌چاله‌ها هستند و این گونه مطرح می‌کند که احتمالا برخی از چیزهایی را که ما سیاه‌چاله می‌پنداریم، همین درهم‌تنیدگی‌ها در بافت فضا-زمان هستند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

به گزارش ایران اکونومیست، فیزیکدانان پیچ و تاب عجیبی را در فضا-زمان کشف کرده‌اند که می‌توانند به جای سیاه‌چاله‌ها اشتباه گرفته شوند.

بر اساس مطالعه جدیدی که به تازگی در مجله Physical Review D منتشر شده است، این پیچ خوردگی‌های نظری در تار و پود فضا-زمان که به عنوان «سالیتون‌های توپولوژیک» شناخته می‌شوند، می‌توانند در سراسر جهان کمین کرده باشند و یافتن آنها می‌تواند درک ما از فیزیک کوانتومی را گسترش دهد.

سیاه‌چاله‌ها شاید ناامیدکننده‌ترین جرمی باشند که تا به حال در علم کشف شده است. نظریه نسبیت عام اینشتین وجود آنها را پیش‌بینی کرده و ستاره‌شناسان می‌دانند که چگونه شکل می‌گیرند و تنها چیزی که لازم است این است که یک ستاره پرجرم زیر وزن خود فرو بپاشد و گرانش بدون وجود هیچ نیروی دیگری که در برابر آن مقاومت کند، تا زمانی که تمام مواد ستاره به یک نقطه بی‌نهایت کوچک فشرده شود که به عنوان تکینگی شناخته می‌شود، مواد را به داخل خود می‌کشد.

تکینگی گرانشی یا تکینگی فضا-زمان موقعیتی در فضا-زمان است که طبق پیش‌بینی نسبیت عام، در آن چگالی و میدان گرانشی یک جرم آسمانی بی‌نهایت می‌شوند، به ‌طوری که دیگر این کمیت‌ها وابسته به دستگاه مختصات مورد استفاده نخواهند بود. این کمیت‌ها، همان انحنای فضا-زمان هستند که شاخصی از چگالی ماده هستند.

تکینگی فضا-زمان دو نوع مهم دارد که تکینگی منحنی و تکینگی مخروطی نامیده می‌شوند. کمیت‌هایی که برای اندازه‌گیری قدرت میدان گرانشی مورد استفاده قرار می‌گیرند، خمیدگی‌هایی از فضا-زمان هستند که چگالی ماده را نیز می‌سنجند. از آنجا که چنین کمیت‌هایی در نقطه تکینگی بی‌نهایت می‌شوند، قوانین فضا-زمان معمولی نیز در چنین نقاطی می‌شکنند.

فضا-زمان عبارت است از یک مدل ریاضی که زمان و فضا را به صورت درهم‌تنیده و به عنوان یک کمیت پیوسته با یکدیگر ترکیب می‌کند. بر اساس فرضیات مفهوم فضای اقلیدسی، جهان، سه بعد مکانی و یک بعد زمانی مستقل از هم دارد. در فضا-زمان سه بعد فضا و یک بعد زمان درهم ادغام می‌شوند و یک محیط پیوسته چهار بعدی را ایجاد می‌کنند.

فیزیکدان‌ها با ترکیب فضا و زمان و ایجاد یک محیط خمیده واحد، توانسته‌اند نظریه‌های فیزیک را هم در سطح کیهانی و هم در بعد اتمی ساده‌سازی کنند.

نکته اینجاست که اطراف آن تکینگی که تعریف آن آورده شد، یک «افق رویداد» وجود دارد که یک مرز نامرئی است که لبه سیاه‌چاله را مشخص می‌کند. هر چیزی که از افق رویداد عبور کند، هرگز نمی‌تواند از آن خارج شود.

اما مشکل اصلی این است که نقاطی با چگالی نامحدود واقعاً نمی‌توانند وجود داشته باشند. بنابراین در حالی که نسبیت عام وجود سیاه‌چاله‌ها را پیش‌بینی می‌کند و ما اجرام نجومی زیادی پیدا کرده‌ایم که دقیقاً همانطور که نظریه اینشتین پیش‌بینی کرده رفتار می‌کنند، می‌دانیم که هنوز تصویر کاملی نداریم. می‌دانیم که تکینگی باید با چیزی معقول‌تر جایگزین شود، اما نمی‌دانیم آن چیز چیست.

پی بردن به آن مستلزم درک بسیار قوی از گرانش در مقیاس‌های بسیار کوچک است، چیزی که گرانش کوانتومی نامیده می‌شود.

تا به امروز، ما هیچ نظریه کوانتومی قابل قبولی در مورد گرانش نداریم، اما چندین نامزد داریم. یکی از این نامزدها، نظریه ریسمان است، مدلی که نشان می دهد تمام ذرات تشکیل دهنده جهان ما واقعاً از ریسمان‌های ارتعاشی کوچک ساخته شده‌اند.

نظریه ریسمان(String theory) یک چهارچوب نظری فراهم می‌آورد که در آن ذرات نقطه‌ای فیزیک ذرات با اشیاء یک بعدی به نام ریسمان‌ها جایگزین شده‌اند. این نظریه به توصیف این می‌پردازد که چگونه ریسمان‌ها در فضا منتشر شده و با همدیگر برهم‌کنش می‌کنند. در مقیاس‌های بزرگ‌تر از ابعاد ریسمان‌ها، ریسمان‌ها شبیه ذرات نقطه‌ای هستند که جرم، بار و دیگر خواص آنها توسط وضعیت ارتعاشی هر ریسمان مشخص می‌شود.

در نظریه ریسمان، یکی از حالت‌های متعدد ارتعاشی متناظر با گراویتون است که ذره‌ای در مکانیک کوانتومی است که نیروی گرانش را حمل می‌کند، لذا نظریه ریسمان به نوعی نظریه گرانشی کوانتوم هم هست.

نظریه ریسمان موضوع گسترده و متنوعی است که تلاش دارد تا تعدادی از مسائل عمیق فیزیک بنیادی را حل کند. نظریه ریسمان برای مسائل متعددی در فیزیک سیاه‌چاله و کیهان‌شناسی اولیه جهان اعمال شده و موجب پیشرفت‌های عمده‌ای در ریاضیات محض گردیده‌ است.

هنوز مشخص نیست که نظریه ریسمان تا چه حد توصیف‌کننده جهان واقعی است یا این که اصولاً این نظریه تا چه میزان آزادی عمل در انتخاب جزئیاتش را خواهد داد.

نظریه ریسمان اولین بار در اواخر دهه ۱۹۶۰ میلادی به عنوان نظریه‌ای برای نیروی هسته‌ای قوی مورد مطالعه قرار می‌گرفت، تا اینکه به عنوان هدف کرومودینامیک کوانتومی مورد مطالعه قرار گرفت. سپس مشخص شد که دقیقاً همان ویژگی‌هایی که مطالعه نظریه ریسمان‌ها را به عنوان نظریه‌ای برای نیروی هسته‌ای قوی نامناسب می‌ساخت، آن را کاندید امیدوار کننده‌ای برای نظریه گرانش کوانتومی می‌کند.

اولین نسخه‌های نظریه ریسمان، یعنی نظریه ریسمان بوزونی، تنها ذره‌هایی به نام بوزون‌ها را به کار می‌گرفت. بعدها نظریه ریسمان به نظریه ابرریسمان گسترش پیدا کرد که رابطه ابرتقارنی بین بوزون‌ها و دسته‌ای دیگر از ذرات به نام فرمیون‌ها را فرض قرار می‌داد. قبل از اینکه در اواسط دهه ۱۹۹۰ میلادی حدسی زده شود مبنی بر اینکه تمام نسخه‌های نظریه ریسمان حالت‌های محدودتری از نظریه ریسمان ۱۱ بعدی، به نام نظریه M است، پنج نسخه سازگار از نظریه ریسمان‌ها وجود داشت.

در اواخر ۱۹۹۷ میلادی، نظریه پردازان رابطه مهمی به نام تناظر AdS/CFT را کشف کردند، که نظریه ریسمان‌ها را به دیگر نظریه فیزیکی به نام نظریه میدان‌های کوانتومی مرتبط می‌ساخت.

رشته‌های مطرح شده در نظریه ریسمان برای توضیح طیف گسترده‌ای از ذرات ساکن در جهان ما نمی‌توانند فقط در سه بعد فضایی معمولی ارتعاش کنند. نظریه ریسمان وجود ابعاد اضافی را پیش‌بینی می‌کند که همگی در مقیاسی کوچک و غیرقابل درک روی خودشان جمع شده‌اند و این یعنی آن‌قدر کوچک که نمی‌توانیم بگوییم این ابعاد آنجا وجود دارند.

این عملِ جمع کردنِ ابعاد فضایی اضافی در مقیاس‌های بسیار کوچک می‌تواند به اشیای بسیار جالبی منجر شود.

پژوهشگران در این مطالعه جدید پیشنهاد کردند که این ابعاد اضافی فشرده می‌توانند منجر به نقص شوند. مانند چروکی که هر چقدر هم که پیراهن خود را اتو می‌کنید، نمی‌توانید از شر آن خلاص شوید، این عیوب نیز پایدار و نقص‌هایی دائمی در ساختار فضا-زمان یا همان «سالیتون توپولوژیک» هستند.

فیزیکدانان می‌گویند این سالیتون‌ها تا حد زیادی شبیه به سیاه‌چاله‌ها به نظر می‌رسند و مانند آنها نیز عمل می‌کنند.

پژوهشگران بررسی کردند که پرتوهای نور هنگام عبور از نزدیکی یکی از این سالیتون‌ها چگونه رفتار می‌کنند. آنها دریافتند که سالیتون‌ها تقریباً به همان روشی که یک سیاه‌چاله روی نور تأثیر می‌گذارد، اثر می‌گذارند. نور در اطراف سالیتون‌ها خم می‌شود و حلقه‌های مداری پایدار تشکیل می‌دهد و سالیتون ها سایه می‌اندازند.

به عبارت دیگر در تصاویر معروف تلسکوپ افق رویداد که برای اولین بار در تاریخ در سال ۲۰۱۹ روی سیاه‌چاله M۸۷* بزرگ‌نمایی کرد، اگر به جای یک سیاه‌چاله، سالیتون‌ها در مرکز تصویر باشند، تقریباً یکسان به نظر می‌رسند.

اما وقتی از نزدیک این اجرام را بررسی کنید، این شباهت به پایان می رسد. سالیتون‌های توپولوژیک، تکینگی نیستند، بنابراین افق رویداد ندارند. شما می‌توانید هر چقدر که می‌خواهید به یک سالیتون نزدیک شوید و همچنین هر وقت بخواهید می‌توانید آن را ترک کنید.

متأسفانه ما هیچ سیاه‌چاله‌ای که به اندازه کافی به ما نزدیک باشد، نداریم که بتوانیم در اطراف آن کاوش کنیم و بنابراین فقط می‌توانیم به مشاهدات اجرام دور اعتماد کنیم.

اگر هر سالیتون توپولوژیکی کشف شود، مکاشفه آن نه تنها یک بینش وسیع از ماهیت گرانش به ما می‌دهد، بلکه ما را قادر می‌سازد تا به طور مستقیم ماهیت گرانش کوانتومی و نظریه ریسمان را نیز مطالعه کنیم.

 

منبع: خبرگزاری ایسنا برچسب ها: سیاهچاله ، تکینگی ، گرانش کوانتومی

منبع: ایران اکونومیست

کلیدواژه: سیاهچاله تکینگی گرانش کوانتومی گرانش کوانتومی نظریه ریسمان سیاه چاله ها افق رویداد ریسمان ها فضا زمان پیش بینی کمیت ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۸۱۵۰۱۱ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

مسکن مهر چاله‌ های بزرگ دارد

تین نیوز

مدیرعامل صندوق ملی مسکن با اشاره به وجود چاله های بزرگ در برخی پروژه های مسکن مهر، گفت: از محل منابع صندوق ملی مسکن تاکنون ۹۷۰۰ میلیارد تومان برای تکمیل این طرح تخصیص یافته است.

به گزارش تین نیوز به نقل از تسنیم، محمدرضا مهدیار اسماعیلی در خصوص روند ایجاد صندوق ملی مسکن، اظهار کرد: صندوق ملی مسکن بر اساس تصویب قانون جهش تولید مسکن شکل گرفت و ماده 3 این قانون تصریح می کند برای تجمیع و تخصیص بهینه منابع بخش صندوق صندوق تاسیس می شود.

وی با بیان این که به این ترتیب صندوق مذکور در نظام اداری کشور پا به عرضه وجود گذاشت، ادامه داد: از ابتدای آبان ماه 1401 پس از تاسیس اساسنامه، صندوق را در نهضت ملی مسکن تاثیرگذار دیدیدم. قبل از آن هم در قالب حساب ملی مسکن عملیات شکل گرفت و پشتیبانی ها و حمایت صندوق ملی مسکن با هدف کمک و تسریع فرآیندهای نهضت ملی مسکن به ثمر نشست.

وی با یادآوری این که ابتدا اعدادی که به صندوق وارد می شد با دستور وزیر راه و شهرسازی و ذی حساب مسئول مالی صندوق برای پروژه ها تخصیص می یافت، افزود: پس از شکل گرفتن ارکان صندوق، وظایف از حالت بالقوه در اساسنامه ظهور کرده و بالفعل شد. امروز وظیفه صندوق به عنوان نهاد تامین مالی عملیات نهضت ملی مسکن در چند بخش مختلف از جمله دهک های کم درآمد یک تا 4، خدمات عمومی و احداث ابنیه و سرانه های عمومی، انتقال زیرساخت به شهرهای جدید و  رفع موانع که از سازوکارهای قبلی تامین مالی بخش مسکن مقرر نبود، شکل گرفته و در حال انجام است.

مدیرعامل صندوق ملی مسکن با بیان این که بزرگ ترین مشکل مسکن مهر یعنی عدم توجه به سرانه های آموزشی، درمانی، رفاهی و... را در نهضت ملی مسکن برطرف کرده ایم، اضافه کرد: در این راستا ارقام قابل توجهی را برای ساخت مسجد، مدرسه، درمانگاه، فضای سبز و .. تخصیص می دهیم. در طرح مسکن مهر،  ساختمان ها ساخته شده اما هیچ سرانه ای ندارد، اما این مسئله مهم در نهضت ملی مسکن انجام می شود. حتی برای موارد ضروری مانند نانوایی و خواروبار فروشی ضرورت ها و الزامات را در پروژه های نهضت ملی مسکن در نظر گرفته ام.

اسماعیلی با یادآوری این که  تمام عملیات تامین مالی نهضت ملی مسکن بر عهده صندوق ملی مسکن است، گفت: پروژه هایی که در اطراف بافت فرسوده سخت می شود، مشکل برق، آب، زیرساخت و ... را ندارند. زمانیکه مکان جدیدی را شناسایی می کنیم انتقال آب، برق و زیرساخت ها هزینه های سنگینی را در بر دارد. وزارت نیرو با اجرا ماموریت ها با مشکلاتی در مسکن مهر مواجه بود. این مسئله الان تا حد زیادی برطرف و برای ان چاره جویی شده است. بر این اساس یک سوم هزینه های مربوط به زیرساخت پروژه های نهضت ملی مسکن را بر عهده گرفته و این الگو را پیش می بریم.

وی با اشاره به تکمیل واحدهای مسکن مهر، گفت: آورده متقاضی در این پروژه ها تکمیل شده و اقساط را پرداخت می کند. وام این پروژه ها به طور کامل پرداخت و در پروژه صرف شده است. اما با این پروژه به اتمام نرسیده است. برای رفع این مشکل، عملیات تامین مالی از مسیر صندوق ملی مسکن این امکان را برای شهرهای جدید و سازمان ملی زمین و مسکن فراهم کرد تا بتوانیم این مسائل را برطرف کنیم. در یک نمونه مسئله آسانسور پروژه های مسکن مهر بود.

وی توضیح داد: 3700 پروژه مسکن مهر داریم که آسانسور آنها به اختلال خورده و عملاً از محل آورده متقاضیان تامین منابع مالی امکان پذیر نبود.

وی در پاسخ به این پرسش که 3700 پروژه شامل چه تعداد واحد مسکن مهر است، گفت: پروژه ها از 8 واحدی تا 60 واحد هستند، به طور متوسط حدود 60 هزار واحد می شود. به عنوان مثال پروژه های مسکن مهر فاز 11 پردیس مشکل آسانسور دارند، در برخی شهرهای پروژه های بلوک های بالای 4 طبقه مشکل آسانسور دارند.

اسماعیلی در پاسخ به این پرسش که کل اعتبار هزینه شده برای مساکن مهر نیمه تمام چه میزانی بوده است، اظهار کرد: برای مسکن مهر استان ها 3700 میلیارد تومان تزریق منابع مالی صورت گرفته است. 4000 میلیارد تومان نیز برای شهرهای جدید تخصیص یافته است. اگر تکمیل آسانسورها که حدود 2000 میلیارد تومان پیش بینی می کنیم، در مجموع تاکنون حدود 9700 میلیارد تومان از محل منابع صندوق برای تکمیل مسکن مهر هزینه شده است.

وی یادآور شد: در مجموع 127 هزار واحد مسکن مهر رفع مشکل و با اندک هزینه تکمیل شده اند. برخی پروژه ها روی پیشرفت 70 درصد و برخی واحدها روی پیشرفت 50 درصد باقیمانده اند که طبیعتاً منابع مالی بیشتری می خواهد.

وی بیان کرد: بخش آخر مسکن مهر که آنرا هسته سخت می بینیم آن دسته از پروژه هایی است که مشکل حقوقـی دارند و خارج از وزارت راه و شهرسازی است. مثلاً هیئت مدیره تشکیل، اما پروژه رها شده است. نه هیئت مدیره قبلی عزل شده و نه کسی آمده پروژه را تکمیل کند و پیشرفت فیزیکی واحدها خیلی پایین است.

مدیرعامل صندوق ملی مسکن اضافه کرد: این پروژه ها خیلی از ما هزینه و انرژی خواهد برد. برای رفع این مشکل راهکار پیدا کنیم. وقتی ساخت هر متر مسکن 300 هزار تومان بوده، متقاضی 300 هزار تومان یعنی به اندازه 10 متر پرداخت کرده است. الان که ارزش هر متر 12 میلیون تومان است باید اندازه 100 میلیون تومان کار جلو رفته باشد، اما کاری پیش نرفته است. برای این پروژه ها باید عدد قابل توجهی را به صورت بلاعوض هزینه کنیم.

مشکلات بزرگ برخی پروژه های مسکن مهر

اسماعیلی تاکید کرد: کسی نیست این پروژه ها را بسازد. یا باید زمین برگردد یا این که در قالب نهضت ملی مسکن پروژه جدید تعریف شود. منابع این پروژه یا اتلاف شده یا خرج کار دیگری شده است که باید دستگاه قضایی آنرا احقاق حق کند و به موازات صندوق ملی مسکن کمک کند.

وی با بیان این که 240 هزار واحد مسکن مهر نیمه تمام داشتیم که حدود 120 هزار واحد آن تحویل شده است، تصریح کرد: حدود 120 هزار واحد دیگر باقیمانده است، فکرمی کنم بتوانیم نیمی از واحدها را بدون افتادن در چاله های بزرگ رفع کنیم و به حدود 50 هزار واحد برسانیم. احتمالاً مشکل واحدهای باقیمانده بسیار بزرگ باشد و باید راهکارهای مورد به مورد داشته باشیم و نمی توانیم یک نسخه واحد برای آنها داشته باشیم.

وی بیان کرد: به نظرم اگر واحدهای دارای مشکلات بسیار بزرگ را فاکتور بگیریم، در سال جاری بتوانیم مسکن مهر را تمام کنیم.

رئیس هیئت عامل صندوق ملی مسکن در ادامه با اشاره به این که بخشی از منابع مورد نیاز تکمیل پروژه های مسکن مهر از محل فروش برخی منابع سازمان ملی زمین و مسکن انجام شده است، اظهار کرد: صندوق ملی مسکن برای تسریع در عملیات اجرایی منابع مالی را زودتر به پروژه ها تزریق می کند تا در ادامه سازمان و دستگاه های دولتی از جمله ملی زمین و مسکن به تعهدات خود عمل کند.

اسماعیلی درباره شهرهای جدید گفت: در شهرهای جدید، به دلیل نوع توپولوژی و توسعه که هنوز بسیاری از زمین های آن به قیمت نرسیده در شورای عالی مسکن مطرح و جمع بندی شد اگر این زمین ها برای گردش منابع به فروش  برسد، احتمالاً با اتلاف منابع دولت مواجه می شویم و به ثمن بخس به فروش می رسد. جمع بندی این شده که بخشی از زمین ها با استعداد که می توانیم آنها را در آینده با قیمت بالاتر و با حفظ منافع دولت، به فروش برسانیم به صندوق ملی مسکن واگذار شود. صندوق نیز به ازای این زمین تامین منابع کرده و بعدا زمین ها را به فروش خواهد رساند.

آخرین اخبار حمل و نقل را در پربیننده ترین شبکه خبری این حوزه بخوانید