داستان سیاه چاله ادامه دارد ......
دو پژوهشگر از رویکردی نوین برای توصیف ماهیت و رفتار سیاهچاله‌ها استفاده کرده اند.
در این رویکرد، از دو زبان مجزای فیزیک یعنی گرانش و مکانیک کوانتومی بهره گرفته شده است.
این رویکرد نوین، علاوه بر این‌که راه را برای یافتن نظریه کوانتومی گرانش هموار می‌کند، می‌تواند
به حل شدن برخی ابهامات در مورد سیاهچاله‌ها نیز کمک کند. نظریه کوانتومی گرانش که در
واقع ترکیبی از مکانیک کوانتومی و گرانش است، می‌تواند فرمولی واحد برای توصیف همه
پدیده‌های خرد و کلان هستی ارائه دهد.
سیاهچاله‌ها همیشه معماهای بی‌پاسخ زیادی در خود داشته‌اند. بر اساس نظریه‌های موجود،
سیاهچاله‌ها تبخیر می‌شوند و در دمای ثابتی از خود حرارت بیرون می‌دهند ولی هنوز علت این
پدیده مشخص نیست. همچنین بنا به دلایلی، هر قدر سیاهچاله‌ها کوچک‌تر می‌شوند، دمای آنها
بالاتر می‌رود. نظریه نسبیت عام اینشتین که رایج ترین نظریه در مورد گرانش است، معمول‌ترین
راه برای توصیف سیاهچاله‌ها محسوب می‌شود. سیاهچاله‌ها در واقع ماهیتی بسیار چگال دارند
و ممکن است وزنی معادل میلیاردها خورشید داشته باشند. یک سیاهچاله اغلب شی‌ای تعریف
می‌شود که سرعت گریز آن حتی از سرعت نور بیشتر است. سرعت گریز حداقل سرعت ممکن
برای یک جسم است تا بتواند از میدان گرانشی جسمی دیگر فرار کند. برای درک بهتر موضوع
تصور کنید روی سطح یک سیاره ایستاده‌اید و سنگی را مستقیما به بالا پرتاب می‌کنید. فرض کنید
که سنگ را با قدرت زیادی پرتاب نکرده باشید سنگ برای مدتی بالا خواهد رفت اما در نهایت
به خاطر گرانش سیاره پایین خواهد افتاد. اگر سنگ را به اندازه کافی محکم پرتاب کنید سنگ ممکن است از گرانش سیاره بگریزد. در این حالت سنگ برای همیشه به بالا رفتن ادامه خواهد داد.
سرعتی که نیاز است با آن سنگ را پرتاب کنید تا از گرانش سیاره بگریزد سرعت گریز نامیده می‌شود.
برای مثال سرعت گریز برای خورشید 660 کیلومتربر ثانیه است. بدین ترتیب هر چه جرم افزایش
می‌یابد و شعاع کاهش می‌یابد و به طور کلی هرچه جسم چگال‌تر باشد سرعت گریز نیز افزایش
می‌یابد. به راحتی می‌توان حدس زد که سرعت گریز برای یک سیاهچاله با جرمی حدود چند
میلیون برابر خورشید چقدر است.
سیاهچاله‌ها به قدری متراکمند که اگر کل کره ی زمین قطرش به 0.9 سانتیمتر تقلیل یابد اما
جرمش ثابت بماند به یک سیاهچاله تبدیل می‌گردد. در سال 1916 میلادی ستاره شناس آلمانی
کارل شوارتز شیلد شواهدی یافت که نشانگر یک سیاهچاله کروی بود. او نشان داد که اگر جرم یک
ستاره در ناحیه ای به اندازه کافی کوچک متمرکز شود، میدان گرانشی در سطح ستاره چنان قوی
می‌شود که حتی نور توان گریز از آن را ندارد و این همان چیزی است که هم اکنون سیاهچاله می‌نامیم.
در این رویکرد نوین، پروفسور جورجی دوالی از موسسه سرن در سوئیس و پروفسور سزار گومز از
دانشگاهی در اسپانیا تصمیم گرفتند از مکانیک کوانتومی برای تشریح سیاهچاله‌ها استفاده کنند.
مکانیک کوانتومی معمولا برای توصیف پدیده‌های در مقیاس بسیار کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد.
اولین گام برای ترسیم چهره‌ای کوانتومی از سیاهچاله‌ها، توصیف آنها به صورت ذره است. در نظریه
کوانتوم، ذرات اجزای تشکیل‌دهنده هستند. این دو پژوهشگر، گراویتون را همانند فوتون فرض کردند.
گراویتون ذره‌ای نظری و بدون جرم است که عامل انتقال نیروی گرانشی دانسته می‌شود.
این دو دانشمند این گونه استدلال کردند که چون سیاهچاله‌ها، چگال‌ترین شیء شناخته
شده‌اند، گراویتون‌ها را می‌بایست در آن تا حد امکان نزدیک به هم فرض کرد.
مکانیک کوانتومی چنین سیستمی را چگالیده بوز ـ اینشتین می‌نامد. در این حالت خاص، ذرات
بسیار سرد بوده و در نزدیکی هم قرار دارند و همانند یک شیء مستقل کوانتومی رفتار می‌کنند
و این مساله سبب می‌شود اثرات کوانتومی را بتوان با چشم غیرمسلح نیز مشاهده کرد.
این دو پژوهشگر با فرض کردن سیاهچاله‌ها به شکل سطلی پر از گراویتون‌هایی که در کنار هم قرار
دارند، توانستند به برخی ابهامات در خصوص سیاهچاله‌ها (مثلا تابش انرژی و داغ‌تر شدن هنگام تبخیر)
پاسخ دهند.
هر یک از گراویتون‌ها به خاطر نوسان کوانتومی، انرژی لازم برای بیرون پریدن از سطل را می‌یابد.
ناظری که بیرون از سیاهچاله قرار دارد افزایش دمایی را مشاهده می‌کند که در واقع این افزایش
دما به خاطر انرژی گراویتون‌هاست.
هر قدر تعداد گراویتون‌های درون سطل کمتر باشد، این گراویتون‌های باقیمانده بیشتر به هم نزدیک
می‌شوند و در نتیجه برای خروج گراویتون بعدی، انرژی بیشتری مورد نیاز است.
این توصیف کوانتومی را می‌توان با توصیف گرانشی از سیاهچاله‌ها در هم آمیخت و به این صورت
فیزیکدانان قادر خواهند بود از یکی از آنها برای به دست آوردن اطلاعات بیشتر از دیگری استفاده
نمایند. این مساله ممکن است به شکل‌گیری نظریه گرانش کوانتومی بینجامد.
پروفسور دوالی می‌گوید: «در این تصویر جدید از سیاهچاله‌ها، ویژگی‌های گرانشی گراویتون‌ها را
به زبان مکانیک کوانتومی تبدیل کردیم. در واقع ما در حال ساخت نسخه کوانتومی از نظریه اینشتین هستیم».
هر قدر تعداد گراویتون‌های درون سطل کمتر باشد، این گراویتون‌های باقیمانده بیشتر به هم نزدیک
می‌شوند و در نتیجه برای خروج گراویتون بعدی، انرژی بیشتری مورد نیاز است.
اما برخی از دانشمندان روی خوشی به این مطالعه نشان نداده‌اند. جرارد هوفت از دانشگاه
اوت‌رخت هلند یکی از آنهاست. وی می‌گوید: «به نظر من سیاهچاله‌ها چیزی فراتر از مجموعه‌ای
چگال از گراویتون‌ها هستند». اما دوالی بر این باور است که ایده‌اش آنقدر جذاب است که باید از
سوی جامعه علمی جدی تلقی شود.
