آیا ما درون یک سیاهچاله زندگی می‌کنیم؟

بسیاری از اخترشناسان تلاش می‌کنند با استفاده از تلسکوپ‌های قدرتمند به بررسی کهکشان‌ها و ستاره‌های جدید بپردازند. هرچند که بر اساس یک نظریه جدید کل جهان هستی درون یک سیاه‌چاله غول‌پیکر قرار دارد. دانشمندان به تازگی نظریه‌ای پیشنهاد کرده‌اند که ممکن است فرضیه‌های فعلی در مورد پیدایش جهان را تغییر دهد.

مدل لامبدا ماده تاریک سرد برای دهه‌ها بر کیهان‌شناسی تسلط داشت و بر نظریه‌های مه‌بانگ بنا شده بود. این مدل پیشنهاد می‌کرد که جهان از یک حالت فوق‌العاده متراکم گسترش یافته و انبساط فضا-زمان باعث انتقال به سرخ هابل (Red Hubble) در نور شده است. مدل لامبدا ماده تاریک سرد (LCDM) ماده تاریک و انرژی تاریک را برای توضیح پس‌زمینه مایکروویو کیهانی (CMB) و کم‌نوری غیرمنتظره ابرنواخترهای دوردست ادغام کرد.

با این حال، کشفیات تلسکوپ فضایی جیمز وب نشان می‌دهد که کهکشان‌های بالغ خیلی زود پس از منشا فرضی جهان شکل گرفته‌اند. سایر ناهنجاری‌ها مانند «تنش هابل» و ظهور دیرهنگام انرژی تاریک نشان می‌دهند که کیهان‌شناسی ممکن است با بحران مواجه باشد. اگر از طرفداران فیلم‌های علمی‌ تخیلی باشد، حتما با این مفهوم آشنایی دارید که درون سیاه چاله دنیاهایی مشابه جهان هستی قرار دارد. بر این اساس اگر بتوانید به‌نحوی از افق رویداد یک سیاه چاله بگذریم و به بخش داخلی آن سفر کنیم، می‌توانیم با واقعیت‌ها و ابعاد جدیدی مواجه شویم که پیشتر برای ما قابل درک نبوده‌اند.

در سال ۲۰۱۱، جون نی (Jun Ni) راه‌حل‌های جدیدی برای معادلات میدان اینشتین (Albert Einstein) برای ستارگان نوترونی کشف کرد که بعدا توسط لوبوش نسلوشان (Lubos Neslušan) و خورخه دلیرا (Jorge deLyra) گسترش یافت. این راه‌حل‌ها که به عنوان پیکربندی‌های نی-نسلوشان-دلیرا (Ni-Neslušan-deLyra) شناخته می‌شوند، ایده‌های استاندارد کیهان‌شناسی را به چالش می‌کشند.

برخلاف مدل‌های متعارف، این راه‌حل‌ها یک ساختار پوسته‌ای با یک فضای خالی مرکزی را توصیف می‌کنند که در آن یک میدان گرانشی دافعه‌ای باعث جذب ماده به سمت پوسته می‌شود. این تنظیم باعث انتقال به سرخ و انتقال به آبی گرانشی می‌شود، بسته به جهت حرکت نور در داخل پوسته.

حل کردن تناقضات مدل لامبدا

مدل نی می‌تواند با LCDM در یک رویکرد ترکیبی ادغام شود، مشابه مدل CCC + TL که توسط راجندرا گوپتا (Rajendra Gupta) ارائه شده است. کم‌نوری ابرنواخترها می‌تواند ناشی از انتقال به سرخ نی باشد که باعث می‌شود اشیای دورتر از آنچه واقعا هستند به نظر برسند. با این حال، مدل نی ممکن است بسیار عمیق‌تر از حل تنش‌های فعلی کیهان‌شناسی باشد.

مشاهدات اخیر از چگالی جرم بالا در مراحل اولیه جهان نشان می‌دهد که ممکن است آنقدر جرم داشته باشد که شبیه یک سیاه‌چاله باشد. در این سناریو، یک مدل کیهان‌شناسی جدید می‌تواند ظهور کند که در آن فضا-زمان از رشته‌های فوتونی تشکیل شده است که همه جرم‌ها را به هم متصل می‌کند، ایده‌ای که توسط آرتو آنیلا (Arto Annila) و همکارانش پیشنهاد شده است.

با وجود این، نظریه قرار داشتن جهان هستی درون یک سیاه چاله می‌تواند به برخی از مشکلات فیزیک پاسخ بدهد. بشر با همه پیشرفت‌های کنونی خود هنوز از درک ماهیت انرژی تاریک ناتوان است. انرژی تاریک بخشی اسرارآمیز است که نیروی لازم برای انبساط جهان را فراهم می‌کند. نه‌تنها ما از انرژی تاریک اطلاعات درستی نداریم، بلکه متوجه نمی‌شویم که چرا جهان با سرعتی رو به افزایش در حال منبسط شدن است.

هرچند بر اساس نظریه سیاه چاله می‌توان گفت که انرژی تاریک به‌واسطه مواد بیرونی جذب شده به درون سیاه چاله ایجاد می‌کند. موادی که به سیاه چاله اصلی جهان هستی کشیده می‌شوند به انرژی تبدیل خواهند شد و این انرژی نیز در نهایت زمینه را برای انبساط جهان فراهم می‌کند. این نگاه می‌تواند انبساط سریع جهان پس از مه‌بانگ را نیز توضیح دهد.

آیا جهان ما یک سیاهچاله است؟

اگرچه نظریه وجود جهان هستی درون سیاه چاله می‌تواند به برخی از مسائل پاسخ دهد، اما برخی مسائل دیگر را نیز ایجاد می‌کند. به‌عنوان مثال این نظریه نمی‌تواند توضیح دهد که چرا انبساط اولیه جهان آهسته‌تر شده است. ما همچنین دقیقا نمی‌دانیم که چطور مواد بیرون از سیاه چاله در داخل آن به انرژی تبدیل می‌شوند. سوال مهم نحوه شکل‌گیری جهان اولیه هم بی‌پاسخ می‌ماند.

در این مدل کیهان‌شناسی سیاه‌چاله‌ای، تمام تابش‌ها در داخل کیهان محصور می‌شوند. تابش زمینه کیهانی (CMB)  ممکن است از انرژی گرانشی به دام افتاده در هنگام تشکیل پوسته ناشی شده باشد که می‌تواند به یک چرخه کیهانی برای گرانش و نیرویی مشابه ثابت کیهانی اینشتین (Λ) منجر شود. در این مدل، گرانش از جذب انرژی فوتون‌های CMB در رشته‌های فضا-زمان ایجاد می‌شود و جرم‌ها را به هم نزدیک می‌کند، در حالی که نیروی Λ انرژی جذب شده را به فوتون‌ها بازمی‌گرداند و جرم‌ها را از هم دور می‌کند.

این تنظیم با راه‌حل‌های نی مطابقت دارد، جایی که گرانش و Λ توسط امواج انتقال به سرخ و انتقال به آبی هدایت می‌شوند. اگر این مدل درست باشد، دمای CMB در داخل پوسته حدود ۲۹ کلوین خواهد بود و نزدیک به مرکز به ۰ کلوین می‌رسد. دمای فعلی CMB ما که ۲.۷۳ کلوین است، می‌تواند نشان دهنده این باشد که کهکشان راه شیری از مرکز جهان جابجا شده است. اندازه‌گیری دمای CMB در مکان‌های مختلف می‌تواند آزمونی ساده و مستقیم برای این مدل فراهم کند.