فیزیکدانان برای اولین بار کشف کرده‌اند که چگونه یک جهان جدید می‌تواند در فضا متولد شود

به گزارش مجله خبری نگار، فیزیکدانان نظری سناریوی جدیدی را برای شکل‌گیری اجرام مرموزی که به عنوان گرانش‌ستار شناخته می‌شوند، پیشنهاد کرده‌اند. طبق محاسبات، یک جهان مینیاتوری ممکن است در یک ستاره در حال فروپاشی تشکیل شود که انبساط آن، فشرده‌سازی بیشتر ماده را متوقف کرده و از تشکیل سیاه‌چاله جلوگیری می‌کند. این مطالعه در مجله Physical Review D (PRD) منتشر شده است.

سیاه‌چاله‌ها از جمله عجیب‌ترین اجرام کیهان محسوب می‌شوند. طبق نسبیت عام، آنها پس از مرگ ستارگان بسیار عظیم تشکیل می‌شوند. هنگامی که سوخت هسته‌ای آنها تمام می‌شود، فشار تابش دیگر نمی‌تواند در برابر گرانش مقاومت کند و ستاره به سرعت تحت وزن خود شروع به فروپاشی می‌کند.

در مدل کلاسیک، این فرآیند منجر به تشکیل یک تکینگی می‌شود - نقطه‌ای با چگالی بی‌نهایت و انحنای بی‌نهایت فضازمان. با این حال، این جایی است که نظریه‌های فیزیک مدرن در هم می‌شکنند، بنابراین دانشمندان هنوز نمی‌دانند در مرکز یک سیاه‌چاله چه اتفاقی می‌افتد.

یک فرضیه جایگزین، گرانش‌ستار‌ها هستند - اجرام فوق چگال که از نظر ظاهری بسیار شبیه سیاه‌چاله‌ها هستند. آنها تقریباً جرم یکسانی دارند و میدان گرانشی به همان اندازه قوی ایجاد می‌کنند، اما نه تکینگی دارند و نه افق رویداد.

طبق این ایده، انرژی تاریک - شکلی مرموز از انرژی که باعث انبساط شتاب‌دار کیهان می‌شود - در یک گرانش‌ستار قرار دارد. فشار آن می‌تواند گرانش را خنثی کرده و از فروپاشی کامل ماده جلوگیری کند. تاکنون، نقص اصلی این فرضیه، فقدان توضیح قانع‌کننده‌ای برای چگونگی شکل‌گیری چنین اجرامی در طبیعت بوده است.

محققان، دنیل یامپولسکی و لوسیانو رزولا، اولین راه‌حل دینامیکی برای معادلات نسبیت عام را ارائه داده‌اند که تشکیل یک ستاره گرانشی از یک ستاره در حال فروپاشی معمولی را توصیف می‌کند.

طبق محاسبات آنها، ممکن است در مراحل پایانی فشرده‌سازی، یک مینی‌جهان درون ستاره پدیدار شود. این فرآیند یادآور بیگ بنگ است که گمان می‌رود باعث تولد جهان ما شده است. منطقه جدید فضا تحت تأثیر انرژی تاریک شروع به انبساط می‌کند و فشار رو به بیرون ایجاد می‌کند.

در نتیجه، تعادل عجیبی بین گرانش، که تمایل به فشرده کردن ستاره دارد، و انبساط جهان درونی ایجاد می‌شود. این امر باعث می‌شود که فروپاشی قبل از تشکیل سیاه‌چاله متوقف شود.

یامپولسکی خاطرنشان کرد: «مهبانگِ کیهانِ در حالِ پیدایش می‌تواند پس از آن آغاز شود که ستاره تقریباً به حالت سیاه‌چاله رسیده باشد.»

نویسندگان تأکید می‌کنند که کارشان وجود سیاه‌چاله‌ها را رد نمی‌کند. به گفته‌ی رزولا، سیاه‌چاله‌ها همچنان ساده‌ترین و طبیعی‌ترین توضیح برای پیامد‌های فروپاشی گرانشی هستند. با این حال، دانش فعلی از رفتار ماده در چگالی‌های بسیار بالا ناقص است، بنابراین برای دانشمندان مهم است که سناریو‌های عجیب و غریب‌تری را بررسی کنند.