سیاه‌چاله‌ها؛ دروازه‌ای به جهان‌های دیگر یا تله‌هایی کیهانی؟

به گزارش سرویس علم و فناوری تابناک، سیاه‌چاله‌ها نخستین‌بار در سال ۱۹۱۶ توسط آلبرت اینشتین و کارل شوارتزشیلد در چارچوب نظریه نسبیت عام پیش‌بینی شدند. از آن زمان تاکنون، این پدیده‌ها توجه بسیاری از دانشمندان را به خود جلب کرده‌اند. سیاه‌چاله‌ها نواحی‌ای در فضا-زمان‌اند که گرانش در آن‌ها چنان قوی است که هیچ‌چیز، حتی نور، توان فرار از آن را ندارد.

افق رویداد، مرزی فرضی در اطراف سیاه‌چاله است. هر چیزی که از این مرز عبور کند، دیگر راهی برای بازگشت ندارد و به سوی نقطه‌ای اسرارآمیز به نام تکینگی (singularity) کشیده می‌شود؛ جایی که قوانین شناخته‌شده فیزیک دیگر صادق نیستند.

در مدل‌های کلاسیک، سیاه‌چاله دارای تکینگی‌ای با چگالی بی‌نهایت است. اما نظریه‌های مدرن مانند گرانش کوانتومی حلقه‌ای و نظریه ریسمان، امکان وجود ساختارهای پیچیده‌تری را مطرح کرده‌اند. برای مثال:

• مدل «fuzzball» در نظریه ریسمان، پیشنهاد می‌کند که به‌جای یک نقطه بی‌نهایت، سیاه‌چاله ترکیبی از ریسمان‌های کوانتومی است.

• بر اساس گرانش کوانتومی حلقه‌ای، برخی دانشمندان مانند جورج الیس پیشنهاد داده‌اند که تکینگی ممکن است اصلاً وجود نداشته باشد و جای آن را ناحیه‌ای صاف و پایدار گرفته باشد.

مطالعه‌ای در سال ۲۰۲۵ از دانشگاه شفیلد و مادرید، ایده‌ای جسورانه مطرح کرد: ماده‌ای که وارد سیاه‌چاله می‌شود، ممکن است از سوی دیگر در قالب سفیدچاله ظاهر شود؛ جسمی نظری که بر خلاف سیاه‌چاله، ماده و انرژی را از خود بیرون می‌فرستد.

بر اساس این نظریه، سیاه‌چاله ممکن است پایانی برای ماده و زمان نباشد، بلکه انتقالی به ساختار دیگری از فضا-زمان باشد.

ایده کرم‌چاله‌ها اولین‌بار در سال ۱۹۳۵ توسط اینشتین و ناتان روزن مطرح شد. آن‌ها تصور کردند که شاید سیاه‌چاله‌ها بتوانند مانند پل‌هایی، دو نقطه از جهان را به هم متصل کنند — مفهومی که بعدها به نام پل اینشتین-روزن شناخته شد.

اما این پل‌ها در مدل‌های کلاسیک بسیار ناپایدارند و بلافاصله فرو می‌ریزند. برای پایداری، نیاز به ماده عجیب (exotic matter) وجود دارد؛ ماده‌ای که در طبیعت هنوز شناسایی نشده است.

مطالعه‌ای منتشرشده در فوریه ۲۰۲۵ در مجله Physical Review D نشان داد که کرم‌چاله‌ها از بیرون ممکن است رفتاری مشابه سیاه‌چاله‌ها — مانند تولید امواج گرانشی — داشته باشند. این موضوع تشخیص آن‌ها را با ابزارهای کنونی بسیار دشوار کرده است.

با این حال، ناسا به‌طور رسمی اعلام کرده که سیاه‌چاله‌ها با کرم‌چاله‌ها تفاوت دارند و هیچ مدرک تجربی برای وجود این تونل‌های فضازمانی در دست نیست.

در حال حاضر، ابزارهایی مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب و رصدخانه‌های امواج گرانشی مثل LIGO و Virgo ممکن است در سال‌های آینده، سرنخ‌های بیشتری از ماهیت واقعی سیاه‌چاله‌ها و احتمال وجود ساختارهای عمیق‌تر در آن‌ها ارائه دهند.