سیاهچاله‌ها و همین‌طور انفجار بزرگ که موجب آغاز کیهان شد شگفتی‌ها و اسرار زیادی دارند، مطالعه آن‌ها بسیار جالب و حیرت‌انگیز است. یکی از این عجایب تکینگی گرانشی (Gravitational Singularity) نام دارد که در مرکز سیاهچاله‌ها و و بیگ بنگ یافت میشود و از آن تعبیر به تکینگی هم میشود.
برای بیان تکینگی به زبان ساده، تصور کنید نیروی گرانش شما را در یک نقطه بی‌نهایت کوچک فشرده می‌کند، به طوری که عملا هیچ حجمی را اشغال نمی‌کنید. چنین چیزی غیرممکن به نظر می‌رسد و البته غیرممکن هم هست! این پدیده رویدادی فیزیکی را نشان نمی‌دهد، اما نظریههای فیزیکی را که دانشمندان به آن‌ها دست یافته‌اند، نقض می‌کند.
در حقیقت تکینگی صرفا یک موضوع نظری است و ما چنین چیزی را در واقعیت نداریم؛ این پدیده به ما می‌گوید در شرایطی باید درک متفاوتی را با برخی قوانین فیزیکی که می‌شناسیم، جایگزین کنیم. اما تکینگی گرانشی چیست؟
در همین رابطه بخوانید: مه گسست و مه رمب؛ نظریههای پایان جهان چه می‌گویند؟
تکینگی چیست؟
تکینگی به شرایط گرانش بسیار شدید گفته میشود که در آن فضا زمان نیز از بین می‌رود؛ در واقع این پدیده بخشی از فضا زمان قاعده‌مندی که ما می‌شناسیم نیست و نمی‌توان آن را با قیدهای «مکان» یا «زمان» بیان کرد. این پدیده عمدتا در زمینه نظریه نسبیت عام در نظر گرفته میشود، جایی که چگالی در مرکز یک سیاهچاله ظاهرا بی‌نهایت است.
بر اساس نظریه نسبیت عام، هر جرم کیهانی که پس از زمانی مشخص فروپاشی میشود یک سیاه چاله را تشکیل می‌دهد که درون آن تکینگی وجود دارد و این پدیده توسط افق رویداد سیاهچاله پوشیده شده است. فیزیکدانان هنوز در مورد اینکه چنین پدیدهای واقعا وجود دارد یا در آغاز انفجار بزرگ وجود داشته است، اطمینان ندارند و نمی‌دانند آیا دانش کنونی بشر برای توصیف آنچه در این چگالی‌های شدید اتفاق می‌افتد، کافی است یا خیر.
قابل ذکر است که در نظریه نسبیت اینشتین، دو نوع تکینگی مختصاتی و حقیقی وجود دارد؛ نوع مختصاتی آن زمانی است که یک بی‌نهایت در یک سیستم مختصات اتفاق می‌افتد، ولی در سیستم مختصاتی غیر از آن ناپدید خواهد شد. پدیده مذکور انواع مختلفی دارد که هر کدام دارای ویژگی‌های فیزیکی متفاوتی هستند. در ادامه انواع تکینگی را معرفی می‌کنیم.
انواع تکینگی
به طور کلی سه نوع از این پدیده وجود دارد و هر کدام دارای خصوصیات مرتبط با نظریه‌هایی هستند که به واسطه آن‌ها مطرح شده‌اند.
مخروطی
وقتی نقطه‌ای داریم که در آن دیفئومورفیسم (Diffeomorphism) وجود نداشته باشد یا نامتناهی باشد، در این صورت فضا زمان در محدوده خود صاف و هموار نیست. بنابراین فضا زمان شبیه یک مخروط در اطراف این نقطه است، جایی که تکینگی در نوک مخروط قرار دارد. همچنین اندازه‌ها می‌توانند در هر جایی که از سیستم مختصات استفاده می‌شوند، محدود باشند.
منحنی یا خمیده
حل معادلات نسبیت عام یا نظریه دیگری از گرانش (مانند ابرگرانش) اغلب منجر به برخورد با نقاطی میشود که ابعاد تا بی‌نهایت گسترش می‌یابند. با این حال، بسیاری از این نقاط کاملا منظم بوده و بی‌نهایت‌ها صرفا نتیجه استفاده از یک سیستم مختصات نامناسب در این نقطه هستند.
برای آزمایش اینکه آیا یک این پدیده در یک نقطه خاص وجود دارد یا خیر، باید دید در این نقطه کمیت‌های تغییر شکل دیفئومورفیسم (یعنی اسکالرها) نامحدود می‌شوند یا خیر. چنین کمیت‌هایی در هر سیستم مختصاتی یکسان هستند، در نتیجه این بی‌نهایت‌ها با تغییر مختصات از بین نمی‌روند.
بدون پوشش یا برهنه
تا اوایل دهه ۱۹۹۰ باور دانشمندان بر این بود که نسبیت عام هر نوع تکینگی را در پشت افق رویداد پنهان می‌کند و چنین پدیدهای نمی‌تواند آشکار باشد. در سال ۱۹۹۱ استوارت شاپیرو (Stuart Shapiro)، اخترفیزیکدان آمریکایی، و سائول توکولسکی (Saul Teukolsky)، دانشمند اهل آفریقای جنوبی، شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای از یک صفحه غبار کیهانی در حال چرخش انجام دادند که نشان داد بر اساس نظریه نسبیت عام ممکن است تکینگی برهنه نیز ایجاد شود.
البته اینکه این پدیده‌ها در چنین مدلی چه شکلی خواهند بود، ناشناخته است. همچنین مشخص نیست که اگر مفروضات ساده‌سازی مورد استفاده برای شبیه‌سازی حذف شوند، پدیده مذکور همچنان به وجود می‌آید یا خیر. با این حال مطابق این فرضیه، نوری که وارد یک تکینگی میشود به طور مشابه به ژئودزیک آن پایان می‌دهد و در نتیجه نوع آشکار آن مانند یک سیاهچاله به نظر می‌رسد.
در همین رابطه بخوانید: جهان قابل مشاهده چیست؟+عکس جهان هستی
قضایای تکینگی پنروز-هاوکینگ
قضایای تکینگی پنروز-هاوکینگ حاصل نظریههای دو دانشمند مشهور بریتانیایی یعنی راجر پنروز (Roger Penrose) و استیون هاوکینگ بوده و در پی پاسخ به این پرسش است که گرانش چه زمانی باعث ایجاد چنین پدیدهای میشود.
تکینگی پنروز یک قضیه در هندسه ریمانی است و تفسیر نسبیتی عام آن یک تکینگی گرانشی در تشکیل سیاهچاله را پیش‌بینی می‌کند. قضیه تکینگی هاوکینگ بر اساس قضیه پنروز است و از آن به عنوان تکینگی گرانشی در شرایط انفجار بزرگ یا بیگ بنگ تعبیر میشود. پنروز در سال ۲۰۲۰ به خاطر کشف این موضوع که تشکیل سیاه چاله یک پیش‌بینی قوی حاصل از نظریه نسبیت عام است، موفق به دریافت جایزه نوبل شد.
رویدادها و نظریههای شگفت‌انگیز فراوانی در دنیای کیهان و کیهان‌شناسی وجود دارد که این پدیده فقط یکی از آن‌هاست. شما همراهان گرامی اسپاش می‌توانید مقاله‌های مشابه را در وبسایت ما بخوانید؛ از جمله درباره تئوری بحث‌برانگیز و جذاب جهان موازی و یا پاد ماده که یکی از مواد شگفت‌انگیز خلقت است.
دیدگاه‌های خود را در قسمت نظرات با ما مطرح کنید و سوالاتتان را بپرسید؛ کارشناسان اسپاش به شما پاسخ می‌دهند.
در زمینه ماهیت گرانش اگر چیزی میدانید و یا هم اگر آدرسی برای مطالعه معرفی کنید ممنون میشم.
مکان و زمان در جای به هم میرسن که دیگر مکانی وجود ندارد ولی زمان هنوز هست .وشاید در ان مکان که نیست هست زمان هم نیست باشد
با نهایت سرعت خواندم و پنج دقیقه طول کشید و صد البته که هیچ چیزی نفهمیدم!
نمی دونم این زمان مطالعه رو شما چطور حساب می کنید.
وای من این فرضیه رو داشتم با توجه به قانون طبیعت کشف کردم تکینگی سیاهچاله.
عدم وجود نداره چون زمان وجود داره، بیگ بنگ شامل زمان و فضا ماده داره. سیاهچاله ها عدم نیست بگیم قبل بیگ بنگ بوده ، بیگ بنگ لحظه به لحظه وجود داره مرکزیتی وجود نداره دنیاهای دیگه در حال متولد شدن هستند ، نسبیت ها کامل نیست اش نمیدونم نظریه کجا کاربرد داره هیچ وقت مکانیک کوانتوم پاسخ نمیده ، مکانیک کوانتوم عدم قطعیت هست همون زمان نشون میده ، سیاهچاله در پیچ تاپ فضا و زمان هست ماده تاریک ناشناخته هست ، در کل میشه گفت عدم و هیچی وجود نداره ، هیچ چیز مطلق نیست در قالب مکانیک کوانتوم. سوال که برای من وجود زمان چطوری هست هم مستقل و هم درهم تنیده یکی هست . مثل مسئله دوتا جواب داره و همدیگه رو هم نقض میکن علت و معلولش جابجا میشن خودشون نقض یا ثابت کن یجوری میشه برهم نهی یا بی جواب .
در نظر بگیرید اتقاق یا انفجاری که چند میلیارد سال پیش در کهکشانهای دور صورت گرفته تصویرش الان به ما میرسه و دانشمندان قادرند به ترتیب مشاهده کنند.
حالا اکر جایمان راعوض کنیم. یعنی ما دردل کهکشان باشیم مسلما باداشتن تلسکوپهای قوی شاهداتفاقات قرن ها پیش روی کره زمین خواهیم بود. اینجوری حتی افرادی را که مرده اند دوباره زنده میبینیم. مثل سفر در زمان.
نتیجه. چون رفتن به نقاط دور مشکل است. پس اگر دانشمندان تلسکوپی بسازند که بجای اینکه دور را نزدیک نشان دهد برعکس باشد یعنی نزدیک را بسیاربسیار دور و فاصله دید را دورکند. انگاه روی کره ماه هم برویم ازانجا میتوانیم سفر در زمان کنیم و اتفاقات مثلا صد سال گذشته زمین راببینیم.
سفر در زمان
این که ما از فاصله دورتری به کره زمین نگاه کنیم گذشته زمین را مشاهده می کنیم درست است اما چگونه می توان به فاصله دورتری از زمین مسافرت کرد تنها از طریق دور نوردی امکان پذیر است بنابر این سفر در زمان همان دور نوردی است
بر عکسش نمیشه. چون نور تابیده شده دیگه رفته. چون فاصله تا ماه خیلی کمه
زمان انتزاعی و منفک نیست و جزءلاینفک ماده هست درک ما از زمان متناسب از درک ما از ماده و جرم اطرافمان است ضمن اینکه زمان بیان حرکت ماده است و حرکت ذاتی ماده است بنابراین در شرایط تکینگی باید درکی از ماده و حرکت ان داشته باشیم
با سلام برای این که ماده و جرم اطراف خود را درک کنیم قبل از هر چیز باید ماهیت فضا را مشخص کنیم می دانیم که ماده طبق رابطه انیشتین هم ارز با انرژی است. بنابراین درک ماده و جرم به صورت انرژی مشکل را حل می کند بنابر این اگر ما بتوانیم مفهوماتی مثل *هیچ* و *وجود* را تعریف کنیم به درک درستی از هستی می رسیم