كيف مهد اينشتاين لنظرية الثقوب السوداء ؟

لقد مهدت نظرية النسبية لآينشتاين الطريق لاكتشاف الثقوب السوداء ، ولكن المفهوم الكامن وراء وجودها كان غريبًا لدرجة أن البصيرة العلمية لم تكن مقتنعة.
منذ أكثر من قرن مضى ، أذهل ألبرت أينشتاين العالم عندما شرح الكون من خلال نظريته النسبية العامة .
لم تصف النظرية العلاقة بين المكان والزمان والجاذبية والمادة فحسب ، بل إنها فتحت الباب أمام الإمكانية النظرية لظاهرة محيرة للعقل بشكل خاص والتي يمكن أن تسمى في النهاية الثقوب السوداء.
كان المفهوم الذي يفسر الثقوب السوداء جذريًا ، في الواقع ، كان لدى آينشتاين نفسه مخاوف قوية. وخلص في ورقة عام 1939 في دورية حوليات الرياضيات إلى أن الفكرة “غير مقنعة” وأن الظواهر لم تكن موجودة “في العالم الحقيقي”.
و الكشف عن الصورة الأولى على الإطلاق وجود ثقب أسود من قبل الأفق تلسكوب حدث في أبريل 2019، ومع ذلك، أكد ليس فقط نظرية أينشتاين الأصلية، ولكن تقدم أيضا دليلا قاطعا على أن وحوش الجاذبية هي، في الواقع، الحقيقي.
نظرية الزمان والمكان
كما وصفها الفيزيائي الأمريكي جون أ. ويلر ، فإن النسبية العامة تحكم طبيعة الزمان والمكان ، ولا سيما كيفية تفاعله مع وجود المادة: “تُخبر المادة الزمان بالفضاء كيف تنحنى ، والفضاء يحكي المسألة كيف يتحرك. ”
ترتبط المادة والزمان ارتباطًا وثيقًا ، حيث تتوسط الجاذبية في تفاعلهما.
الآن ، ضع التفرد – نقطة نظرية للكثافة غير المحدودة – على الورقة ، ماذا سيحدث للزمان والمكان؟ كان الفيزيائي النظري الألماني كارل شوارزشيلد ، وليس آينشتاين ، هو الذي استخدم النسبية العامة لوصف هذا الوضع الافتراضي ، وهو الموقف الذي سيصبح الاختبار الأكثر تطرفًا في النسبية العامة.
عند عتبة معينة ، وجد شوارزشيلد أن التفرد الافتراضي سوف يخترق الزمكان حرفيًا. في الرياضيات ، تعتبر الخصائص الفردية حلولًا رقمية مثيرة للاهتمام ، ولكن كان يُنظر إلى الخصائص الفلكية الفيزيائية في ذلك الوقت على أنها رجس – لم تكن هناك آلية معروفة يمكن أن تنتجها.
ومع ذلك ، استمر شوارزشيلد حتى وفاته في عام 1916 ، مدركًا أن خصوصية الفيزياء الفلكية ستشوه الزمكان – الفضاء بشدة لدرجة أن الضوء لن يكون سريعًا بما يكفي للخروج من فجوة الزمكان التي ستنشئها وحدتها. أصبحت نقطة اللاعودة ، وهي منطقة كروية تحيط بالتفرد ، تُعرف باسم “أفق الحدث”.
تتفكك الفيزياء المعروفة إلى ما وراء أفق الحدث ، وحيث أنه لا توجد معلومات يمكن الهروب منها ، لا يمكننا أن نمتلك أي خبرة فيما يتعلق بما يكمن في الداخل. على الرغم من أن هذا كان مفهومًا مثيرًا للاهتمام ، إلا أنه لا توجد آلية معروفة يمكن أن تخلق تفردًا في الطبيعة ، لذلك تم تجاهل الفكرة إلى حد كبير.