بیگ بنگ: استیون هاوکینگ فیزیکدان نظری مشهور در حدود ۴۲ سال پیش این نظریه را مطرح کرد که تمامی موادی که با سیاهچاله‌ها تماس برقرار می‌کنند، توسط آن بلعیده نمی‌شوند و گاه ذرات ریز نور از دل سیالچاله‌ها بیرون رانده می‌شوند.

براساس گزارش تلگراف به نقل از همشهری، فوتون‌ها به اعتقاد هاوكينگ حين فرار از دل سياهچاله كمي انرژي مي‌ربايند و اين كاهش تدريجي جرم در گذر زمان به اين معني است كه سياهچاله‌ها به تدريج تجزيه شده و نابود مي‌شود. براساس اين نظريه كه به تابش هاوكينگ شهرت دارد، ذرات نوري متواري مي‌توانند به يكي از بزرگترين معماهاي شناخته شده در جهان معني ببخشند، اما با گذشت بيش از چهار دهه، هنوز كسي نتوانسته اين رويداد را به اثبات برساند و نظريه هاوكينگ نيز به تدريج به قلمرو فرضيات كشيده شد.

با اين‌ همه به نظر مي‌آيد شرايط در حال دگرگوني است، زيرا دو گروه مستقل از محققان اعلام كرده‌اند شواهدي براي تاييد ادعاي هاوكينگ به دست آورده‌اند. در سال 1974 هاوكينگ با جيكوب بكنستاين دانشجوي دانشگاه پرينستون بر سر موضوع پايان‌نامه‌اش به بحث جدل پرداخت. بكنستاين در پايان‌نامه‌اش اين موضوع را مطرح كرده‌ بود كه آنتروپي يا نابساماني مرتبط با حجم،‌انرژي، فشار و دماي يك سياهچاله با وسعت افق رويداد آن متناسب است.

اين موضوع برطبق قوانين فيزيكي درك شده در آن دوران نادرست به نظر مي‌آمد زيرا براساس قوانين آن دوره از جمله نظريه هاوكينگ، انتروپي و حجم يك سياهچاله هرگز قابل كاهش نبود. هاوكينگ به بررسي اين موضوع پرداخت و به سرعت به اشتباه خود پي برد. وي با انجام محاسبات خارق‌العاده از جمله بررسي نظريه كوانتوم پرداخت و دريافت ذراتي وجود دارند كه از سياهچاله فرار مي‌كنند و اين يعني سياهچاله ديگر سياه نبود. هاوكينگ اين موضوع را مطرح كرد كه جهان از ذرات مجازي مملو است كه در ميان دو حالت وجود و نابودي در نوسانند و به محض تماس يكديگر را نابود مي‌كنند،‌ مگر اينكه اين تماس در سوي ديگر افق رويداد سياهچاله رخ دهد. در اصل يك ذره توسط سياهچاله بلعيده مي‌شود و ديگري به سوي فضا تابيده مي‌شود.

وجود تابش هاوكينگ به پرسش‌هاي فراواني درباره عملكرد سياهچاله‌ها پاسخ داده‌ است، اما در عمل مشكلاتي را به وجود آورده‌ است كه فيزيكدانان همچنان در تلاش براي رفع آنها هستند. اگرچه بكستاين بخاطر اين نظريه خود دو جايزه معتبر علمي فيزيكي را دريافت كرده‌ است، اما وي در سال 2015 از دنيا رفت و اكنون تنها هاوكينگ به جا مانده تا بتواند اثبات يكي از نظريه‌هايش را شاهد باشد. جف استاينهار از دانشگاه تكنيون معتقد است راه‌ حلي براي اثبات نظريه هاوكينگ يافته‌ است. مشكلي كه بر سر راه اثبات اين نظريه وجود دارد،‌ ناچيز بودن شدت تابش انرژي است كه ذرات حين فرار از سياهچاله به همراه مي‌ برند. اين مقدار انرژي به اندازه‌اي ناچيز است كه رديابي آن از فاصله هزاران سال نوري تقريبا غيرممكن است.

اما استاينهار موفق به ايجاد سياهچاله‌اي آزمايشگاهي با استفاده از صوت شده‌ است و شاهد آن بوده كه ذرات انرژي را از اين سياهچاله مي‌ربايند. به گفته وي در اين آزمايش هليوم تا دماي بالاتر از صفر مطلق سرد شد و پس از آن با سرعتي بالا به چرخش درآمد تا حصاري ايجاد كند كه امواج صوت قدرت عبور از ميان آن را نداشته‌ باشند. وي مشاهده كرد كه در اين وضعيت فونون‌ها، بسته‌هاي بسيار كوچك انرژي كه امواج صوتي را ايجاد مي‌كنند،‌ از ميان اين سياهچاله صوتي به بيرون نشت مي‌كنند،‌درست مانند آنچه در معادله هاوكينگ پيش‌بيني شده‌است.

از سويي ديگر دانشمندان در دانشگاه اوتاوا در تلاشند تا تابش هاوكينگ را رديابي كنند و براي انجام آن تكنيكي جديد را تشريح كرده‌اند كه مي‌توان با استفاده از آن زندگي يك سياهچاله را در گذر زمان تعقيب كرد. يافته‌هاي اين تكنيك جديد نيز نشان مي‌دهد هر نوع ماده يا داده‌اي كه از افق رويداد سياهچاله عبور مي‌كند، ناپديد نمي‌شود اما به آرامي و طي آخرين مرحله نابودي یا مرگ سياهچاله به بيرون نشت مي‌كند.

دانشمندان براي انجام اين آزمايش ابتدا بايد حدس مي‌زدند يك سياهچاله چگونه با ميدان تابش هاوكينگ كه آن را احاطه كرده،‌ تعامل دارد. به گفته دانشمندان نتايج بررسي‌هاي آنها با بخش سياهچاله‌هاي ثابت و غيرقابل تغيير نظريه هاوكينگ برابري مي‌كند. اگرچه نتايج هر دو تحقيق بايد به تاييد برسند اما به نظر مي‌آيد دانشمندان يك قدم ديگر به اثبات يا رد نظريه تابش هاوكينگ نزديك‌تر شده‌اند. جزئیات بیشتر این پژوهشها در arxiv.org  و Physical Review Letters منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: telegraph.co.uk