آیا تاکنون سیاهچاله‌ای روی زمین ایجاد شده است؟

در تصور رایج، سیاهچاله‌ها هیولا‌های حریقی هستند که هر چیزی را در مجاورت خود می‌بلعند.

به همین دلیل است که گهگاه نگرانی‌هایی وجود دارند که فیزیکدانان ممکن است به طور تصادفی یا عمدی شتاب دهنده‌ای را ایجاد کنند.

شاید در داخل یک شتاب دهنده ذره‌ای مانند برخورد دهنده بزرگ هادرون (LHC) در CERN در نزدیکی ژنو.

آیا چنین غول تاریکی خود زمین را می‌بلعد؟ نه کاملا. هیچ کس تا به حال سیاهچاله‌ای در سیاره ما ایجاد نکرده است؛ اما حتی اگر کسی این کار را انجام دهد، احتمالا خطر بزرگی ایجاد نخواهد کرد.

سیاهچاله‌های دنیای واقعی فقط از این نظر ترسناک هستند که اگر خیلی به یکی از آن‌ها نزدیک شوید، نمی‌توانید فرار کنید؛ اما حتی اگر کسی یک سیاهچاله را در آزمایشگاهی روی زمین ایجاد کند، محدودیت‌های فناوری انسانی ما را از دست زدن به هر چیز خطرناکی باز می‌دارد.

الیوت کواتارت، اخترفیزیکدان نظری در دانشگاه پرینستون گفت: احتمالا آن قدر کم جرم است که تاثیر گرانشی آن نسبتا کم باشد، این در واقع آن قدر موضوع را حل نمی‌کند.

در واقع، امکان ایجاد یک سیاهچاله در آزمایشگاه هدفی است که دانشمندان به طور فعال دنبال می‌کنند، هدفی که می‌تواند به محققان اجازه دهد به بسیاری از سوالات اساسی در مورد مکانیک کوانتومی و ماهیت گرانش پاسخ دهد.

یک سیاهچاله معمولا زمانی تشکیل می‌شود که ستاره‌ای بسیار بزرگتر از خورشید ما بمیرد. در حالی که لایه‌های بیرونی چنین ستاره‌ای در یک ابرنواختر تماشایی به سمت بیرون منفجر می‌شوند، هسته آن به سمت داخل مچاله می‌شود و با چنان قدرتی به سمت نقطه مرکزی خود فشار می‌آورد که هیچ نیروی شناخته‌شده‌ای در جهان نمی‌تواند آن را متوقف کند.

این منجر به یک نقطه زیراتمی با جرم و چگالی غیرقابل تصور می‌شود که گرانش آن چنان قوی است که حتی چیزی که با سرعت نور حرکت می‌کند، نمی‌تواند به اندازه کافی سریع حرکت کند تا از چنگال آن فرار کند. این نوع سیاهچاله‌ها در سراسر جهان رایج هستند.

البته تا زمانی که چیزی خیلی به سیاهچاله نزدیک نشود، ایمن است. تنها در یک مرز کروی اطراف سیاهچاله که به عنوان افق رویداد شناخته می‌شود، یک فرد یا شی به طور اجتناب ناپذیری به داخل کشیده می‌شود. سیاه‌چاله‌های عظیم افق رویداد بزرگی دارند با قطر میلیون‌ها کیلومتر، در حالی که سیاه‌چاله‌های کوچک‌تر افق رویداد دقیق‌تری دارند و فقط ده‌ها کیلومتر عرض دارند. اگر بتوانید سیاهچاله‌ای در آزمایشگاهی بسازید که تنها نیم کیلوگرم وزن دارد، افق رویداد آن یک تریلیون برابر کوچکتر از یک پروتون خواهد بود.

ترس در مورد ایجاد سیاهچاله توسط LHC از این واقعیت ناشی می‌شود که در نظریه نسبیت خاص انیشتین، جرم (m) و انرژی (E) قابل تعویض هستند از این رو معادله معروف E = mc۲، که در آن «c» سرعت نور است. از آن جایی که یک ابربرخورد کننده پروتون‌ها را با سرعت‌های باورنکردنی (نزدیک به سرعت نور) و انرژی‌ها به هم می‌کوبد، انواع ذرات عجیب و غریب می‌توانند بیرون بیایند از جمله سیاهچاله، اما ایجاد یک سیاهچاله حتی با افق رویداد میکروسکوپی به میلیارد‌ها برابر انرژی بیشتری از LHC نیاز دارد که قادر به تولید آن است و حتی اگر بتواند چنین سیاهچاله‌ای را ایجاد کند، آن جسم به سرعت انرژی خود را از دست داده و در یک چشم به هم زدن از بین می‌رود.

قبل از این که این تاسیسات در سال ۲۰۰۸ راه اندازی شود، برخی از محققان فرض کرده بودند اگر بافت فضا-زمان ابعاد اضافی مانند آنچه در نظریه ریسمان فرض شده بود داشته باشد، راهی ممکن برای ترکیب فیزیک کوانتومی و گرانش در یک نظریه واحد، یک سیاهچاله ممکن است ظاهر شود.

دلیلش این است که در جهان چهار بعدی ما (با سه بعد فضا و یک بعد زمانی)، گرانش آن قدر ضعیف است که ماده را به یک سیاهچاله بکوبد، با این حال اگر ابعاد دیگری وجود داشته باشد، گرانش ممکن است آن قدر ضعیف نباشد که به نظر ما می‌رسد؛ زیرا مقداری از نیروی آن می‌تواند به این ابعاد عجیب دیگر نشت کند.

در چنین جهانی، سیاهچاله‌ای که در درون یک خردکننده اتم ظاهر می‌شود بسیار امکان‌پذیرتر می‌شود و به طور بالقوه بینش‌هایی را در مورد ماهیت گرانش آشکار می‌کند.

خوان مالداسینا، فیزیکدان نظری در موسسه مطالعات پیشرفته در پرینستون نیوجرسی در این باره گفت: این کشف در میان عجیب‌ترین و شگفت‌انگیزترین فیزیک‌هایی بود که می‌توانستید در LHC ببینید.

این ایده توسط رسانه‌ها مورد توجه قرار گرفت و سروصدای زیادی ایجاد کرد. یک شیمیدان آلمانی حتی در دادگاه حقوق بشر اروپا علیه سرن شکایت کرد.

یک کمیته ویژه از فیزیکدانان قبلا در سال ۲۰۰۳ بررسی این موضوع را آغاز کرده بودند و به این نتیجه رسیده بودند که چون ذرات فضا با انرژی بسیار بیشتر از ذرات موجود در ابر برخورد دهنده بدون تولید سیاهچاله به جو برخورد می‌کنند، به نظر می‌رسد که این احتمال بسیار دور باشد.

گزارش کمیته در سال ۲۰۰۸ با اطلاعات بیشتر برای آرام کردن ترس عمومی مورد بازبینی قرار گرفت و مجددا منتشر شد. تا به امروز هیچ سیاهچاله‌ای در LHC دیده نشده است.

اخیرا یک تیم اعلام کرد که شبیه‌سازی یک کرم‌چاله بچه (نوعی پل از طریق واقعیت ایجاد شده از دو سیاه‌چاله) را با استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی تشکیل داده است. اگرچه نتیجه به طور گسترده در مطبوعات پوشش داده شد، اما دقیقا آن پیشرفتی نبود که بسیاری تصور می‌کردند.

کواتارت گفت: آنچه ایجاد شده است بیشتر شبیه به خاصیت مکانیکی کوانتومی عجیب ماده است که دارای خواص ریاضی مربوط به کرم‌چاله‌ها است. این بیشتر یک ارتباط مفهومی است تا یک ارتباط تحت اللفظی.

منبع: scientificamerican