وجد علماء الفيزياء أن الثقوب السوداء التي تدور بسرعة كافية قد تكتسب قوى جديدة

النسبية العامة هي نظرية رياضية معقدة للغاية ، ولكن وصفها الثقوب السوداء أمر بسيط بشكل مذهل. يمكن وصف الثقب الأسود المستقر بثلاث خصائص فقط: كتلته ، وشحنته الكهربائية ، ودورانه أو دورانه.

نظرًا لأنه من غير المحتمل أن تحتوي الثقوب السوداء على قدر كبير من الشحن ، فإنها تتطلب في الواقع خاصيتين فقط. إذا كنت تعرف كتلة الثقب الأسود ودورانه ، فأنت تعلم كل ما يمكن معرفته عن الثقب الأسود.

غالبًا ما يتم تلخيص هذه الخاصية بواسطة نظرية اللا شعر. على وجه التحديد ، تؤكد النظرية أنه بمجرد سقوط المادة في ثقب أسود ، فإن الخاصية الوحيدة المتبقية هي الكتلة.

يمكنك صنع ثقب أسود من الهيدروجين أو الكراسي أو النسخ القديمة من ناشيونال جيوغرافيك من علية الجدة ، ولن يكون هناك فرق. الكتلة هي كتلة فيما يتعلق بالنسبية العامة. في كل حالة ، يكون أفق الحدث للثقب الأسود سلسًا تمامًا ، بدون ميزات إضافية.

كما قال جاكوب بيكنشتاين ، الثقوب السوداء ليس لها شعر.

ولكن مع كل قوتها التنبؤية ، فإن النسبية العامة لديها مشكلة مع نظرية الكم. هذا صحيح بشكل خاص مع الثقوب السوداء. إذا كانت نظرية عدم وجود الشعر صحيحة ، فإن المعلومات الموجودة داخل كائن ما يتم إتلافها عندما تعبر أفق الحدث.

تقول نظرية الكم أن المعلومات لا يمكن أبدًا تدميرها. لذا فإن نظرية الجاذبية الصالحة تتناقض مع نظرية الكميات الصحيحة. هذا يؤدي إلى مشاكل مثل مفارقة جدار الحماية التي لا تستطيع أن تقرر ما إذا كان أفق الحدث يجب أن يكون حارًا أو باردًا.

تم اقتراح العديد من النظريات لحل هذا التناقض ، وغالبًا ما تتضمن امتدادات للنسبية. لكن الفرق بين النسبية القياسية وهذه النظريات المعدلة لا يمكن رؤيته إلا في المواقف المتطرفة ، مما يجعل من الصعب دراستها بالملاحظة. لكن ورقة جديدة في رسائل المراجعة البدنية يوضح كيف يمكن دراستها من خلال دوران الثقب الأسود.

تحتوي العديد من نظريات النسبية المعدلة على معلمة إضافية غير موجودة في النظرية القياسية. يُعرف باسم الحقل القياسي عديم الكتلة ، ويسمح لنموذج أينشتاين بالاتصال بنظرية الكم بطريقة غير متناقضة.

في هذا العمل الجديد ، نظر الفريق في كيفية ارتباط مثل هذا المجال القياسي بدوران الثقب الأسود. ووجدوا أنه في الدورات المنخفضة ، لا يمكن تمييز الثقب الأسود المعدل عن الثقب الأسود النموذج القياسي، ولكن في الدورات العالية يسمح المجال القياسي للثقب الأسود بأن يكون له ميزات إضافية.

بعبارة أخرى ، في هذه النماذج البديلة ، يمكن أن يكون للثقوب السوداء سريعة الدوران شعر.

يمكن رؤية الجوانب المشعرة للثقوب السوداء الدوارة بالقرب من أفق الحدث نفسه ، لكنها ستؤثر أيضًا على الثقوب السوداء المندمجة. كما يشير المؤلفون ، المستقبل موجة الجاذبية يجب أن تكون المراصد قادرة على استخدام الثقوب السوداء سريعة الدوران لتحديد ما إذا كان بديل للنسبية العامة صالحًا.

لقد اجتازت نظرية النسبية العامة لأينشتاين كل تحدٍ متعلق بالرصد حتى الآن ، ولكن من المحتمل أن تنهار في أكثر البيئات قسوة في الكون.

تُظهر دراسات مثل هذه كيف يمكننا اكتشاف النظرية التي تأتي بعد ذلك.

تم نشر هذه المقالة في الأصل بواسطة الكون اليوم. إقرأ ال المقالة الأصلية.