“معادلات آينشتاين تحتاج إلى تحسين”: يمكن أن تفسر التعديلات على النسبية العامة أخيرًا ما يكمن في قلب ثقب أسود
“المفردات هي مناطق الكون حيث يتم سحق المساحة والوقت والمادة وتمتد إلى عدم وجودها” ، مؤلف مشارك في الدراسة روبي هنيغار، قال باحث ما بعد الدكتوراه بجامعة دورهام في المملكة المتحدة ، للعلوم المباشرة عبر البريد الإلكتروني. “هذه مشكلة خطيرة للغاية ، كما لو كانت الفروسية موجودة حقًا في عالمنا ، سيكون من الكارثي للعلوم.
“لم يعد بإمكاننا استخدام معادلات الفيزياء للتنبؤ بالمستقبل من الماضي والحاضر ، تابع. “لهذه الأسباب ، يتوقع معظم العلماء الممارسين أن التفرد ليست جسدية ، لكنهم يخبروننا أن النسبية العامة يجب أن تحل محلها نظرية أكثر اكتمالا لوصف الكون بالقرب من التفرد.”متعلق ب: ربما اكتشف العلماء للتو 300 من أندر الثقوب السوداء في الكون
تصحيح أينشتاين
منذ تقديمها في عام 1915 ، كانت النسبية العامة ناجحة بشكل ملحوظ في شرح الظواهر الفيزيائية الفلكية والكونية ، بما في ذلك تشكيل الثقوب السوداء ، وهيكل النجوم النيوترونية ، و بنية واسعة النطاق وتطور الكون.
ومع ذلك ، فإن النظرية لها قيود أساسية. لا يتوافق مع ميكانيكا الكم، الذي يحكم سلوك الجسيمات على أصغر المقاييس ، ويتوقع أن تكون متفرجة – نقاط ذات كثافة لا حصر لها – في مراكز الثقوب السوداء وعلى الانفجار العظيم.
لمعالجة هذه المشكلة ، استخدم الباحثون مفهومًا يعرف باسم الجاذبية الكمومية ، والذي يتم تطبيقه بشكل شائع في محاولات لتوحيد النسبية العامة لأينشتاين مع ميكانيكا الكم ، والتي تتنبأ بإنشاء الجسيمات المستمر والإبادة في الفضاء الفارغ ، إلى جانب التقلبات الدائمة في جميع المجالات ، بما في ذلك الجاذبية. دراستهم ، نشرت في فبراير في المجلة رسائل الفيزياء بيقترح أنه في طاقات عالية للغاية أو مسافات صغيرة بشكل لا يصدق ، ينبغي تعديل النسبية العامة من خلال سلسلة لا حصر لها من المصطلحات الإضافية في معادلاتها.
“في الجاذبية الكمومية، ينظر المرء في جميع التصحيحات للمعادلات المتعلقة بالطاقة وزخم النظام الذي يحتوي على انحناء وقت الفضاء الذي يتسق مع المبادئ المادية المعروفة ، “قال هينيجار.
من خلال دمج هذه التعديلات في حساباتهم ، درس الباحثون كيف تتصرف الثقوب السوداء بموجب هذا الإطار المنقح. أظهرت نتائجهم أنه عندما يتم تضمين عدد لا حصر له من المصطلحات الجديدة ، تختفي التفرد. بدلاً من نقطة كثيفة بلا حدود ، يصبح قلب الثقب الأسود منطقة منحنية للغاية ولكنها منتظمة من الزمان.
اختبار النظرية
على الرغم من أن النموذج الجديد يحل مشكلة التفرد رياضيا ، يجب في نهاية المطاف اختبار النظريات العلمية من خلال الملاحظة. أقر الباحثون بأن تأكيد فكرتهم يمثل تحديًا كبيرًا.
“من الصعب اختبار عدم وجود فرد في حد ذاته بشكل تجريبي ، لأنه سيحدث داخل ثقب أسود ، أو في بداية الكون ،” بابلو كانووقال باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة برشلونة ومؤلف مشارك آخر للدراسة ، لايف العلوم في رسالة بالبريد الإلكتروني. “ومع ذلك ، يمكننا البحث عن توقيعات النظريات التي تؤدي إلى حل التفرد.
وأضاف كانو “تعديلات النسبية العامة التي نعتبرها أكبر في حقول الجاذبية الأقوى ، ولكنها صغيرة جدًا على خلاف ذلك”. “هذا يعني أنه ، على سبيل المثال ، موجات الجاذبية القادمة من تصادمات الثقوب السوداء – حيث تكون حقول الجاذبية أقوى بكثير مما كانت عليه في نظام الطاقة الشمسية – توفير طريقة للبحث عن هذه الآثار “.
وسيلة واعدة أخرى هي دراسة الكون المبكر. إذا أثرت آثار نظرية الجاذبية المعدلة هذه على التضخم الكوني – التوسع السريع الذي أعقب الانفجار الكبير – فقد يتم طباعة دليل على هذه التغييرات في موجات الجاذبية البدائية. يمكن أن تساعد التجارب المستقبلية التي تستهدف هذه الإشارات في اختبار صحة النظرية.
الخطوات التالية
بالإضافة إلى ذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من العمل النظري لتحديد ما إذا كانت الثقوب السوداء الخالية من المفرد يمكن أن تتشكل بشكل طبيعي من خلال انهيار الجاذبية وما إذا كان نهج الفريق يمكن أن يعالج أنواعًا أخرى من التفرد ، مثل تلك الة بالانفجار الكبير.
وقال: “لقد أظهرنا مؤخرًا أن انهيار نوع معين من المادة يؤدي ، ضمن هذا الإطار ، إلى تكوين هذه الثقوب السوداء العادية”. بابلو بوينو، زميل أبحاث في جامعة برشلونة ومؤلف مشارك للدراسة. “نود اختبار هذا في ظل افتراضات عامة أكثر. قد يؤدي ذلك إلى ميزات مثيرة للاهتمام في مناطق أخرى ، مثل النماذج الصريحة لـ كذاب كونيات حيث يتم استبدال سيناريو الانفجار الكبير المعتاد بسلسلة لا تنتهي من المراحل الواسعة والتعاقد. “
مسابقة الثقب الأسود: ما مدى اختفاء معرفتك بالكون؟
نشر لأول مرة على: www.livescience.com
تاريخ النشر: 2025-03-03 22:06:00
الكاتب: andrew.l.feldman@gmail.com (Andrey Feldman)
تم اقتباس هذا الخبر من التالي:
www.livescience.com
وقد نُشر الخبر لأول مرة بتاريخ: 2025-03-03 22:06:00
يود موقع “بتوقيت بيروت” التوضيح أن الآراء والمعلومات الواردة في هذا الخبر لا تعبّر بالضرورة عن موقف الموقع، وتبقى المسؤولية الكاملة على عاتق الأصلي.
ملاحظة: قد يتم أحيانًا اعتماد الترجمة التلقائية عبر خدمة Google لتوفير هذا المحتوى.
