سیاهچاله مو ندارد

شكل بالا فضا نوردی را نشان می دهد كه در ساعت ۵۷ ۵۹ ۱۱ روی یك ستاره در حال رمبش فرود می آید و همانطور كه ستاره براثر گرانش شدید آن كه هیچ سیگنالی نمی تواند از آن بگریزد, تا زیر شعاع بحرانی منقبض شود, فضانورد نیز به ستاره ملحق می شود فضانورد در فاصله های زمانی مشخص سیگنال هایی را از ساعت خود به فضاپیمایی كه در حال چرخش دور ستاره است, ارسال می كند

كسی كه از فاصله دور به ستاره نگاه می كند، هیچ وقت متوجه برخورد فضانورد با افق رویداد و ورودش بر سیاه چاله نمی شود. در عوض به نظر می رسد كه ستاره دقیقاً خارج از شعاع بحرانی قرار دارد و تصور می شود ساعت موجود در سطح ستاره كند شده و نهایتاً متوقف می شود. این خواص سیاهچاله ها را كه تاكنون تشریح كردیم هیچ مشكل مهمی را با موجبیت بر نمی انگیزد. زمان برای فضانوردی كه درون سیاهچاله سقوط كرده و با تكینگی مواجه می شود، به پایان می رسد. به هرحال در نسبیت عام شخص مجاز است كه زمان را در مكان های متفاوت با سرعت های مختلفی اندازه بگیرد. بنابراین می توان با نزدیك شدن یك فضانورد به تكینگی به ساعتش سرعت بخشید. تا آنجا كه وی حتی بتواند فاصله زمانی بی نهایت را اندازه بگیرد. در نمودار زمان- فاصله همه سطوح مقدار ثابت این زمان جدید در مركز نمودار و زیر نقطه ای كه تكینگی ظاهر می شود، تجمع می یابند. و اما در فضا زمان تقریباً تخت در فاصله های دور از سیاهچاله این مقدارها با اندازه گیری های معمول از زمان مطابقت دارد. اگر تابع موج اولیه را بدانیم، می توان این زمان را در معادله شرودینگر بكار برد و تابع موج زمان های بعد را به دست آورد. بنابراین هنوز هم موجبیت برقرار است. با این همه، این نكته هیچ ارزشی ندارد، زیرا در اواخر وقت قسمتی از تابع موج در درون سیاهچاله است كه هیچ كس دیگری كه بیرون از آن است، نمی تواند آن را مشاهده كند. بنابراین ناظری كه آنقدر فهمیده است كه خود را به درون سیاهچاله نیندازد، نمی تواند از معادله شرودینگر روبه گذشته استفاده كرده و تابع موج زمان های اولیه را به دست آورد. برای انجام این كار لازم است از قسمتی از تابع موج كه درون سیاهچاله است آگاه شویم. این قسمت از تابع موج حاوی اطلاعاتی در مورد آن چیزهایی است كه به درون سیاهچاله سقوط كرده اند. اطلاعات بالقوه بسیار زیادی در این مورد وجود دارد، زیرا سیاهچاله ای با جرم و سرعت چرخش خاص می تواند از تعداد بسیار زیادی و مجموعه های متفاوتی از ذرات تشكیل شود؛ سیاهچاله به ماهیت جسمی كه رمبیده و آن را به وجود آورده است، بستگی ندارند. جان ویلر از این نتیجه با عنوان «سیاهچاله مو ندارد» یاد كرد. برای فرانسویان این نكته فقط موید حدسشان بود. معضل موجبیت وقتی آغاز شد كه من كشف كردم كه سیاهچاله كاملاً سیاه نیست. همانطور كه در فصل سوم دیدیم، نظریه كوانتوم بیان می دارد كه میدان ها حتی در جایی كه خلاء نام دارد، نمی تواند كاملاً صفر باشد. اگر میدان ها صفر باشد، هم مقدار دقیق آن یعنی موقعیتش صفر است و هم میزان دقیق تغییرات آن، یعنی سرعت برابر صفر می شود. این امر در تناقض با اصل عدم قطعیت است كه می گوید نمی توان همزمان موقعیت و سرعت را دقیقاً اندازه گرفت. در عوض تمام میدان ها باید دارای یك مقدار مشخصی از افت و خیز خلأ باشند (درست مثل آونگ فصل دوم كه می بایست دارای افت وخیز نقطه صفر باشد) افت و خیز خلأ را می توان به چندین روش تفسیر كرد كه متفاوت از یكدیگر به نظر می رسند اما در اصل از لحاظ ریاضی یكسان هستند. از دیدگاه یك اثبات گر شخص مختار است تا از هر كدام از این تصویرها كه برای مسئله موردنظر مفیدتر است، استفاده كند. در این مورد مفید است كه افت وخیز خلأ را به عنوان زوج هایی از ذرات مجازی درنظر بگیریم كه با هم در بعضی از نقاط فضازمان ظاهر شده، از هم جدا می شوند و به یكدیگر برخورد كرده و یكدیگر را نابود می كنند. «مجازی» یعنی این ذرات را نمی توان مستقیماً مشاهده كرد، اما آثار غیرمستقیم آنها را می توان اندازه گرفت كه این آثار به طور چشمگیری با پیش گویی های نظری مطابقت دارد . اگر سیاهچاله ای موجود باشد، یك ذره از این زوج ذرات ممكن است در سیاهچاله سقوط كند و ذره باقی مانده دیگر به فضای بی نهایت بگریزد برای كسی كه بسیار دور از سیاهچاله است، به نظر می رسد ذره گریزان توسط سیاهچاله ساطع شده است. طیف سیاهچاله دقیقاً همانند طیفی است كه از یك جسم داغ با دمایی متناسب با میدان گرانشی در افق- مرز- سیاهچاله انتظار داریم. به عبارت دیگر، دمای سیاهچاله به اندازه آن بستگی دارد. سیاهچاله ای كه جرمش چند برابر جرم خورشید باشد، دمایی حدود یك میلیون درجه بالای صفر مطلق دارد و سیاهچاله های بزرگ تر دمایشان حتی از این مقدار هم كمتر است. بنابراین تمام تابش های كوآنتومی ناشی از چنین سیاهچاله هایی باید در تابش ۷/۲ درجه ای باقی مانده از انفجار بزرگ داغ (تابش پس زمینه كیهانی كه در فصل دوم شرح دادیم) غوطه ور باشد.

The Universe in a nutshell, ۲۰۰۱, S.Howking Bantam press

منبع :www.sharghnewspaper.com

استفن هاوكینگ

ترجمه: سلیمان فرهادیان