هل يمكن أن تنشأ الثقوب السوداء من الضوء النقي؟
مصر:إيهاب محمد زايد
نظرية التحديات الورقية الجديدة.
إذا ضغطنا ما يكفي من الأشياء في مكان واحد، فإن الزمكان نفسه سوف يتجعد في قبلة كونية جميلة تُعرف بالثقب الأسود.
وبقدر ما يتعلق الأمر بمجاميع أينشتاين، فإن هذه “الأشياء” تشمل توهج الإشعاع الكهرومغناطيسي عديم الكتلة. بالنظر إلى E = mc2، الذي يصف التكافؤ بين الكتلة والطاقة، يجب أن تكون طاقة الضوء نفسها – من الناحية النظرية – قادرة على خلق ثقب أسود إذا تم تركيز ما يكفي منها في مكان واحد.
قبل أن تطلق أشعة الليزر الكبيرة وتُحدث بعض الثقوب في ألواح أرضية الكون، هناك شيء واحد يريدك باحثون من جامعة كومبلوتنسي بمدريد في إسبانيا وجامعة واترلو في كندا أن تعرفه.
هناك شيء يسمى تأثير شوينغر يمكن أن يجعل الأمر برمته مستحيلاً حتى قبل أن تبدأ.
النظرية النسبية العامة لأينشتاين هي وصف لتشويه المكان والزمان فيما يتعلق بوجود الطاقة، مثل تلك التي تحتويها الكتلة. ضع كتلة كافية في مكان واحد وسيصبح التشويه شديدًا للغاية، ولن يفلت منه شيء، ولا حتى الضوء.
في منتصف الخمسينيات من القرن الماضي، اكتشف عالم الفيزياء النظرية الأمريكي جون ويلر أنه لا يوجد شيء في نظرية أينشتاين يستبعد احتمال أن الطاقة الموجودة ضمن تركيز كافٍ من الموجات الجاذبية أو الموجات الكهرومغناطيسية يمكن أن تشوه الزمكان بما يكفي لإبقاء تلك الموجات نفسها محاصرة في مكانها. .
وقد أطلق على هذا الجسم الغريب اسم الجيون، واعتبره نوعًا من الجسيمات الافتراضية وغير المستقرة إلى حد كبير.
واليوم، أصبحت الجيونات بقايا عصر التأملات العلمية التي أعطتنا أيضًا ثقوبًا دودية وثقوبًا بيضاء؛ الألعاب النظرية التي تخبرنا عن حدود النماذج الرياضية أكثر مما تخبرنا عن الواقع المادي.
ومع ذلك، فإن شكلاً من أشكال الجيون الذي أشار إليه ويلر باسم “kugelblitz” يظهر بين الحين والآخر في الخيال العلمي كمصدر رائع للطاقة. من المفترض أن تتشكل هذه الثقوب السوداء الصغيرة جدًا بحجم البروتون في التركيز المكثف لأشعة الضوء النشطة بشكل لا يصدق، مثل الليزر المستقبلي عالي الطاقة.
في حين أن النسبية العامة تعطي الضوء الأخضر لكوجيلبليتزي، فإن فيزياء الكم لديها شكوكها. لذلك قام عالم الفيزياء النظرية ألفارو ألفاريز دومينغيز من جامعة كومبلوتنسي بمدريد وفريقه بدراسة أرقام سلوك المجالات الكهرومغناطيسية مع ارتفاع طاقتها إلى مستويات قصوى.
يشبه المشهد الكمي كازينو حيث تموج موجات الاحتمال باستمرار مثل عجلات الروليت بدون توقف. نادرًا ما تدفع الرهانات الصغيرة، ولكن إذا جمعت ما يكفي من النقود على أي طاولة واحدة، فإنك تكاد تكون مضمونًا بالفوز.
وبالمثل، فإن المجال الكهرومغناطيسي القوي في الفضاء الفارغ يضمن تقريبًا ظهور أزواج من الإلكترونات والبوزيترونات من موجة الكم من الاحتمالات التي لا نهاية لها.
في ورقة بحثية لم تتم مراجعتها بعد، أظهر ألفاريز دومينغيز وفريقه أن هذه الظاهرة المعروفة باسم تأثير شوينغر من شأنها أن تمنع تكوين كوجيلبليتسي الذي يتراوح حجمه من ضعف حجم كوكب المشتري تقريبًا إلى جزء صغير من حجم كوكب المشتري. بروتون.
في الواقع، فإن تجميع كل هذا الضوء في بقعة واحدة من شأنه أن يوفر الطاقة اللازمة لأزواج من الجسيمات المشحونة لتظهر إلى الوجود وتطير بسرعة قريبة من سرعة الضوء، مما يمنع الدمل المتزايد في الزمكان من تطوير ثقب أسود. تحديد أفق الحدث.
وكتب الفريق في تحليلهم: “يشير تحليلنا بقوة إلى أن تكوين الثقوب السوداء فقط من الإشعاع الكهرومغناطيسي أمر مستحيل، إما عن طريق تركيز الضوء في بيئة معملية افتراضية أو في ظواهر فيزيائية فلكية تحدث بشكل طبيعي”.
وهذا لا يستبعد الاحتمال تماما. يعترف الباحثون أن الأمور ربما كانت مختلفة في “الظروف القاسية للغاية” للكون المبكر.
الأشكال الأخرى من الجيون، مثل تلك التي تعتمد على موجات الجاذبية، لا تزال تثير الفضول، والتي يمكن أن تكون موجودة أيضًا في الكون الناشئ منذ مليارات السنين في الماضي.
ومع ذلك، فإن أولئك الذين يعتمدون على مركبة فضائية تعمل بمحركات كوجيلبليتز لنقلها إلى النجوم قد يضطرون الآن إلى العودة إلى لوحة الرسم.
