نظرية جديدة: الثقوب السوداء هي مجرد عيوب طوبولوجية في بنية الزمكان

نظرية النسبية العامة لأينشتاين

تتنبأ نظرية النسبية العامة لأينشتاين بوجود ثقوب سوداء تشكلت عندما انهارت النجوم العملاقة، لكن نفس النظرية تتنبأ بأن مراكزهم هي نقاط واحدة، أي نقاط ذات كثافة لا نهائية، ونظراً لأننا نعلم أن الكثافات اللانهائية لا يمكن أن تحدث فعلياً في الكون، فإننا نعتبر ذلك علامة على أن نظرية أينشتاين غير مكتملة، ولكن بعد ما يقرب من قرن من البحث عن الامتدادات، لم يتم بعد تأكيد نظرية أفضل للجاذبية.

نظرية الأوتار

لكن هناك نظرية مرشحة، بما في ذلك نظرية الأوتار، في نظرية الأوتار، جميع جسيمات الكون هي في الواقع حلقات اهتزازية مجهرية من الأوتار، ومن أجل دعم مجموعة متنوعة من الجسيمات والقوى التي نلاحظها في الكون، لا يمكن لهذه الأوتار أن تهتز فقط في أبعادنا المكانية الثلاثة، وبدلاً من ذلك، يجب أن تكون هناك أبعاد مكانية إضافية تلتف على نفسها في متشعبات صغيرة جداً بحيث لا تظهر من خلال الملاحظة والتجريب اليومي.

العيوب الطوبولوجية الكمية

أعطت تلك البنية الغريبة في الزمكان لفريق من الباحثين الأدوات التي يحتاجونها لتحديد فئة جديدة من الأشياء، وهو شيء يسمونه "سوليتون طوبولوجي"، أو العيوب الطوبولوجية الكمية، وهي عيوب مستقرة في الزمكان نفسه، لأنها لا تتطلب وجود أي مادة أو قوى أخرى، فهي طبيعية في نسيج الزمكان مثل الشقوق في الجليد.

درس الباحثون هذه العيوب من خلال فحص سلوك الضوء الذي يمر بالقرب منهم، ولأنها كائنات ذات زمكان شديد، فإنها تسبب انحناء المكان والزمان حولها، مما يؤثر على مسار الضوء، وبالنسبة لمراقب بعيد، ستظهر هذه العيوب تماماً كما نتوقع ظهور الثقوب السوداء، حيث سيكون لديها ظلال وحلقات من الضوء.

الثقوب السوداء هي عيوب طوبولوجية في الزمكان

بمجرد أن تقترب ستدرك أنك لا تنظر إلى ثقب أسود، لأن أحد السمات الرئيسية للثقب الأسود هو أفق الحدث الخاص به، وهو سطح وهمي إذا عبرته ستجد نفسك غير قادر على الهروب منه، أما العيوب الطوبولوجية، ونظراً لأنها ليست حالات فردية، فهي لا تتميز بآفاق الحدث، لذلك يمكنك من حيث المبدأ أن تذهب إلى السوليتون الطوبولوجي وتمسكه في يدك، هذا إذا نجوت من المواجهة.

السوليتون الطوبولوجي

هذه السوليتونات الطوبولوجية هي كائن افتراضي بشكل كامل، بناءً على فهمنا لنظرية الأوتار، والتي لم تثبت بعد أنها تحديث قابل للتطبيق لفهمنا للفيزياء، ومع ذلك، فإن هذه الأشياء الغريبة بمثابة دراسات اختبار مهمة، وإذا تمكن الباحثون من اكتشاف اختلاف مهم في الملاحظة بين السوليتون الطوبولوجي والثقوب السوداء التقليدية، فقد يمهد هذا الطريق لإيجاد طريقة لاختبار نظرية الأوتار نفسها.