آن سوی سیاه‌چاله چه چیزی در انتظار ماست؟
سیاه‌چاله‌ها یکی از مرموزترین پدیده‌های کیهان‌شناسی هستند که از زمان پیش‌بینی نظری‌شان توسط آلبرت اینشتین و کارل شوارتزشیلد در سال ۱۹۱۶ (۱۲۹۴-۱۲۹۵) توجه دانشمندان را به خود جلب کرده‌اند.
افق رویداد سیاه‌چاله، مرز نامرئی‌ای است که هر چیزی از آن عبور کند، نمی‌تواند بازگردد. سؤالاتی مانند: آن طرف سیاه‌چاله چیست؟ و آیا سیاه‌چاله‌ها می‌توانند مسیر‌هایی به نقاط دیگر فضا-زمان باشند؟ از دیرباز ذهن فیزیک‌دانان را مشغول کرده است.
سیاه‌چاله‌ها: دروازه‌ای به دنیای ناشناخته
سیاه‌چاله‌ها نواحی در فضا-زمان هستند که نیروی گرانشی آنها به‌قدری قوی است که هیچ‌چیزی، حتی نور، نمی‌تواند از آنها فرار کند. در نظریه‌های کلاسیک، سیاه‌چاله‌ها به‌عنوان نواحی خالی با جرم متمرکز در یک نقطه به نام تکینگی در نظر گرفته می‌شوند. اما در نظریه‌های مدرن، مدل‌های متفاوتی برای توصیف ساختار داخلی آنها ارائه شده است.
قلب سیاه‌چاله: نقطه عجیب و غریب
طبق نظریه اینشتین، یک چیز با واردشدن در سیاه‌چاله به سمت نقطه‌ای خیلی عجیب به اسم تکینگی کشیده می‌شود. نقطه‌ای را تصور کنید که همه چیز در آن به طور باورنکردنی فشرده شده، مثل‌اینکه کل یک ستاره درون یک‌دانه اندازه نخود جا شود.
در این نقطه، قوانین فیزیک که ما می‌شناسیم، دیگر کار نمی‌کنند.
سیاه‌چاله مرز نامرئی دارد به اسم افق رویداد. وقتی چیزی از این مرز رد شود، راه بازگشتی برای آن وجود ندارد و به سمت نقطه عجیب (تکینگی) می‌رود. اما آیا واقعاً چنین نقطه‌ای وجود دارد؟
دانشمندان اخیراً فکر می‌کنند که شاید این نقطه عجیب‌وغریب اصلاً واقعی نباشد. آنها با ایده‌های جدید و مدل‌های علمی سعی در درک داخل سیاه‌چاله دارند.
سیاه‌چاله‌های منظم: این مدل‌ها پیشنهاد می‌کنند که به‌جای وجود تکینگی، داخل سیاه‌چاله ممکن است ناحیه‌ای صاف و بدون بی‌نهایت‌های غیر قابل توضیح وجود داشته باشد. به‌عنوان مثال، جورج الیس و همکارانش با بهره‌گیری از نظریه گرانش کوانتومی حلقه، مدل‌هایی ارائه کرده‌اند که در آنها، اثرات کوانتومی انحنای فضا -زمان را تعدیل کرده و تکینگی را حذف می‌کنند.
شبیه‌ساز‌های سیاه‌چاله: این اشیا از نظر ظاهری شبیه سیاه‌چاله‌ها هستند، اما ساختار داخلی متفاوتی دارند. این مدل‌ها ممکن است فاقد تکینگی یا حتی افق رویداد باشند، اما همچنان ویژگی‌هایی مانند انتشار امواج گرانشی را نشان می‌دهند که مشابه سیاه‌چاله‌های واقعی است.
آن طرف سیاه‌چاله: فراتر از افق رویداد و تکینگی
در مدل کلاسیک، فراتر از تکینگی، هیچ چیز معناداری وجود ندارد یعنی زمان و فضا متوقف می‌شوند. اما نظریه‌های مدرن، مانند هولوگرافی (holographic principle) و گرانش کوانتومی، دیدگاه‌های جدیدی ارائه می‌دهند.
در سال ۲۰۲۵، مطالعه‌ای از دانشگاه شفیلد و دانشگاه-complutense مادرید در Physical Review Letters پیشنهاد کرد که تکینگی ممکن است به جای پایان، یک انتقال به یک white hole (سفید چاله) باشد جسم نظری معکوس سیاه‌چاله که ماده و اطلاعات را به خارج می‌فرستد. در مدل دوبعدی ساده‌شده، ماده و زمان ممکن است از تکینگی عبور کرده و در سفید چاله ظاهر شوند، جایی که زمان با انرژی تاریک شروع می‌شود. این ایده، بر اساس مکانیک کوانتومی، پیشنهاد می‌کند که کیهان ما ممکن است داخل یک سیاه‌چاله باشد.
علاوه بر این، مدل‌های «fuzzball» در نظریه ریسمان (string theory)، که توسط سمیر ماتور از دانشگاه ایالتی اوهایو پیشنهاد شده، داخل سیاه‌چاله را به عنوان یک توپ پیچیده از ریسمان‌های ارتعاشی توصیف می‌کند، نه یک تکینگی خالی. این مدل، پارادوکس اطلاعات (سرنوشت اطلاعات فیزیکی مانند ویژگی‌های ماده یا انرژی که وارد سیاه‌چاله می‌شود) را حل می‌کند و پیشنهاد می‌دهد که آن طرف یک ساختار پیچیده کوانتومی است، نه یک خلأ بی‌نهایت. با این حال، ناسا صریحاً می‌گوید که داخل سیاه‌چاله‌ها ناشناخته است و هیچ شواهدی برای ساختار‌های فراتر از تکینگی وجود ندارد.
آیا سیاه‌چاله‌ها می‌توانند دروازه‌ای به نقاط دیگر فضا و زمان باشند؟
آیا سیاه‌چاله‌ها می‌توانند مثل تونل‌هایی در فضا عمل کنند و ما را به نقاط دوردست یا حتی زمان‌های دیگر ببرند؟ این ایده به کرم‌چاله‌ها مربوط می‌شود؛ تونل‌های فرضی که می‌توانند دو نقطه دور در فضا-زمان را به هم متصل کنند.
کرم‌چاله چیست؟
ایده کرم‌چاله اولین بار در سال ۱۹۳۵ (۱۳۱۳-۱۳۱۴) توسط آلبرت اینشتین و ناتان روزن مطرح شد. آنها فکر می‌کردند شاید سیاه‌چاله‌ها بتوانند مثل یک پل (به نام پل اینشتین-روزن) دو نقطه در کیهان را به هم وصل کنند. مثل این است که یک تونل جادویی داشته باشیم که از یک طرف واردش می‌شویم و از طرف دیگر در جای دیگری از جهان یا حتی جهانی دیگر بیرون می‌آییم! اما مدل‌های قدیمی نشان دادند این پل‌ها خیلی ناپایدارند و سریع فرومی‌ریزند، یعنی عملاً نمی‌شود از آنها استفاده کرد.
نظر ناسا و علم مدرن
ناسا می‌گوید سیاه‌چاله‌ها کرم‌چاله نیستند. آنها نه میانبر‌هایی برای سفر در فضا هستند و نه دروازه‌ای به جهان‌های دیگر. سیاه‌چاله‌ها بیشتر مثل یک چاه عمیق کیهانی‌اند که هر چیزی را به داخل خود می‌کشند. اما تحقیقات جدید در سال ۲۰۲۵ این موضوع را کمی پیچیده‌تر کرده است.
یک مطالعه در مجله Physical Review D (منتشرشده در فوریه ۲۰۲۵) نشان داد که کرم‌چاله‌ها می‌توانند از بیرون شبیه سیاه‌چاله‌ها به نظر برسند. دانشمندان امواج گرانشی را بررسی کردند و دیدند که کرم‌چاله‌ها هم می‌توانند امواج مشابهی تولید کنند. این یعنی تشخیص کرم‌چاله از سیاه‌چاله خیلی سخت است! آنها فکر می‌کنند کرم‌چاله‌های پایدار ممکن است با چیزی به نام ماده عجیب (exotic matter) وجود داشته باشند، اما هنوز هیچ مدرک واقعی برای اثبات این موضوع پیدا نشده است.
تا امروز علم می‌گوید سیاه‌چاله‌ها احتمالاً کرم‌چاله نیستند و بیشتر مثل تله‌های کیهانی عمل می‌کنند تا تونل‌های جادویی. با این حال، ایده کرم‌چاله‌ها هنوز دانشمندان را کنجکاو نگه داشته و تحقیقات جدید، به‌خصوص با ابزار‌های پیشرفته مثل تلسکوپ جیمز وب، ممکن است روزی راز این تونل‌های احتمالی را فاش کند. فعلاً این موضوع مثل یک داستان علمی-تخیلی جذاب باقی مانده است!
