سیاهچاله های کوچولو!
استیون هاوكینگ در سال 1350/1971 نظریه ای را عنوان كرد مبنی بر اینكه شاید در اطراف ما پر از سیاهچاله های بسیار كوچكی باشد كه از انفجار بزرگ به وجود آمده باشند. سرعت زیاد انبساط جهان در آغاز پیدایش، می‌توانست موجب بهم خوردن تعادل ماده و ایجاد ریزسیاهچالهها شده باشد. سیاهچالههای بسیار ریزی كه حتی از زیر یك میكروسكوپ معمولی هم قابل‌رؤیت نیستند. اما چه می‌شود اگر این ریزسیاهچالهها همه جا باشند یا اینكه از جنس تار و پود عالم باشند؟ مقالۀ جدیدی از دو پژوهشگر در كالیفرنیا به این موضوع پرداخته است.
سیاهچالهها مناطقی از فضا هستند كه در آنجا گرانش آنقدر قوی است كه حتی نور هم قدرت گریختن ندارد و تصور می شود كه در سطح گسترده‌ای از فضا موجود باشند، نظیر سیاهچالههای ابرپرجرمی که در مركز كهكشان‌ها وجود دارند. گرچه شاهدی مبنی بر مشاهدۀ ریزسیاهچالهها نداریم، بطور كلی میتوانند وجود داشته باشند.
چون سیاهچالهها گرانش دارند، پس جرم هم دارند. اما ریزسیاهچالهها می‌بایست گرانش ضعیفی داشته باشند، هر چند بسیاری از فیزیكدانان معتقدند که نیروی گرانش در كوچكترین ابعاد، در مقیاس پلانك، هم قدرت خود را باز می‌یابد.
«دونالد كووینی»(Donald Coyne)، از دانشگاه سانتا‌‌كروز و «دی سی چنگ»(D.C. Change)، از مركز تحقیقات آلماندن در این مقاله گفته‌اند که هدف از آزمایشهای انجام شده در آزمایشگاه LHC (برخورد دهندۀ بزرگ هادرونی)، كشف ریز‌سیاهچاله‌هاست. اما مشكل این است كه دقیقاً نمی‌دانند یك سیاهچاله كه تا ابعاد پلانك كوچك شده چه ویژگی‌هایی از خود بروز می‌دهد.
نظریۀ ریسمان می‌گوید كه گرانش در ابعاد دیگر فضا نقش قدرتمندتری بازی می‌كند، اما در 4 بعد فضایی ما، گرانش ضعیف ظاهر می‌شود.
به گفتۀ این دو محقق، چون این بعد تنها در مقیاس پلانك اهمیت پیدا می‌كند گرانش هم در این تراز دوباره ظاهر می‌شود و اگر اینطور باشد ممكن است ریزسیاهچالهها نیز وجود داشته باشند. با بررسی ویژگی‌هایی كه سیاهچالهها در چنین مقیاس كوچكی ممكن است داشته باشند، مشخص كرده‌اند كه آنها میتوانند كاملاً متنوع باشند.
با این كار سیاهچالهها انرژی آزاد كرده و كوچك می‌شوند و سرانجام ناپدید شده و یا از بین می‌روند. اما این فرایندی بسیار كند است و در مدت 14 میلیارد سالی كه از پیدایش عالم میگذرد، فقط كوچكترین سیاهچالهها فرصت داشته‌اند كه به طرز چشمگیری ناپدید شوند.
قاعدۀ كوانتش فضایی در این تراز به این معناست كه ریزسیاهچالهها میتوانند در انواع ترازهای انرژی ظاهر شوند. آنها وجود تعداد زیادی از ذرات سیاهچاله را در ترازهای مختلف انرژی پیش‌بینی كرده‌اند. ممكن است این سیاهچالهها آنقدر معمولی باشند كه همۀ ذرات آن، اشكال مختلف سیاهچالههای ثابت باشند.
كویینی و چنگ می‌نویسند:« این طرح در نگاه اول خیالی به نظر می‌رسد، اما اینطور نیست؛ این دقیقاً آثاری ثابت در مكانیك كوانتومی است كه وقتی سیاه‌چاله‌‌ای در حال ناپدید شدن است آنها را از خود باقی میگذارد. پس تمام نور جدید را در فرایند ناپدید شدن سیاهچالههای بزرگ قرار می‌دهد كه ممكن است با ناپدید شدن همبستۀ ذرات بنیادی تفاوت عمده‌ای نداشته باشد».
به اعتقاد آنها این پژوهش نیاز به آزمایشهای بیشتری دارد. شاید این آزمایشها در آزمایشگاه LHC (كه به دنبال كشف انرژیهایی است كه بتوان چنین سیاهچاله‌هایی را بوجود آورد) انجام گیرد.
ترجمه:
فاطمه همتیان
منبع:
به نقل از:
تنظیم برای تبیان:
ا.م.گمینی
