تکینگی در مرکز یک سیاهچاله مقصد نهایی است که هیچی در آن وجود ندارد؛ مکانی که در آن ماده تا یک نقطه بی‌نهایت کوچک و فشرده می‌شود و تمام تصورات ما درباره زمان و مکان را کاملاً از بین می‌رود. بهتر است برخی از احتمالات را بررسی کنیم تا متوجه شویم در مرکز یک سیاهچاله چه اتفاقی می افتد.
ستاره های پلانک
ممکن است در اعماق یک سیاهچاله ماده تا یک نقطه بی نهایت کوچک، فشرده نشود و در عوض به کوچکترین پیکربندی ممکن از ماده و کوچکترین حجم ممکن تجزیه شود.
این پدیده که ستاره پلانک نامیده می شود یک امکان نظری است که توسط گرانش کوانتومی حلقه ای پیش بینی شده است، که خود یک پیشنهاد بسیار فرضی برای ایجاد یک نسخه کوانتومی گرانش است.
در دنیای گرانش کوانتومی حلقه ای، فضا و زمان کوانتیزه می شوند – جهان اطراف ما از تکه های گسسته ریز تشکیل شده است – اما در مقیاس فوق العاده کوچکی که حرکات ما صاف و پیوسته به نظر می رسند.
این انبوهی نظری فضا-زمان دو فایده دارد. اول، رویای مکانیک کوانتومی را به نتیجه نهایی خود می رساند و گرانش را به روشی طبیعی توضیح می دهد. دوم، تشکیل تکینگی ها در داخل سیاهچاله ها را غیرممکن می کند.
همانطور که ماده تحت وزن گرانشی عظیم یک ستاره در حال فروپاشی به سمت پایین می ریزد، با مقاومت روبرو می شود. گسستگی فضا-زمان مانع از رسیدن ماده به چیزی کوچکتر از طول پلانک (حدود ۱.۶۸ در ۱۰ به توان ۳۵- متر) می شود. تمام موادی که تا به حال در سیاهچاله افتاده اند، به صورت توپی نه چندان بزرگتر از این فشرده می شوند که دارای اندازه ای میکروسکوپی است اما قطعاً بی نهایت کوچک نیست.
این مقاومت در برابر فشردگی ادامه دار در نهایت ماده را مجبور به فروپاشی می کند. اما به دلیل اثرات انبساط زمانی شدید در اطراف سیاهچاله‌ها، از دیدگاه ما در جهان بیرون، میلیاردها حتی تریلیون‌ها سال طول می‌کشد تا آنها شکوفا شوند.
گراوا استارها (GRAVASTARS)
تلاش دیگری برای از بین بردن تکینگی – تلاشی که بر تئوری های آزمایش نشده گرانش کوانتومی تکیه ندارد – به عنوان گراوا استار شناخته می شود. این یک مفهوم نظری است که املای من حتی کلمه را تشخیص نداد.
تفاوت بین سیاهچاله و گراوا استار در این است که به جای تکینگی، گراوا استار با انژی تاریک پر شده است. انرژی تاریک ماده ای است که در فضا-زمان نفوذ می کند و باعث انبساط آن به بیرون می شود. این جمله به نظر داستانی علمی تخیلی می رسد اما واقعی است؛ انرژی تاریک در حال حاضر در کیهان مشغول حال کار است و باعث می شود که انبساط کل جهان شتاب بگیرد.
همانطور که ماده بر روی یک گراوا استار می افتد، نمی تواند به افق رویداد آن نفوذ کند (به دلیل تمام انرژی تاریک در داخل). بنابراین فقط روی سطح آویزان می شود. اما بیرون از آن سطح، گراوا استارها مانند سیاهچاله های معمولی به نظر می رسند و عمل می کنند. (افق رویداد سیاهچاله نقطه بی بازگشت آن است؛ مرزی که هیچ چیز حتی نور نمی تواند از آن بگریزد.)
با این حال، مشاهدات اخیر از ادغام سیاهچاله ها با آشکارسازهای امواج گرانشی به طور بالقوه وجود گراوا استارها را رد کرده است، زیرا ادغام گراواستارها سیگنال متفاوتی نسبت به ادغام سیاهچاله ها می دهد.
کلام آخر
ستاره‌های پلانک و گراوا استارها نام‌های شگفت‌انگیزی به نظر می رسند اما واقعیت وجود آنها مورد تردید است. بنابراین شاید توضیح ساده تری برای تکینگی وجود داشته باشد؛ توضیحی که مبتنی بر دیدگاه دقیق و واقع بینانه تر از سیاهچاله ها در جهان ما باشد.
این ایده شامل یک نقطه منفرد با چگالی بی نهایت از تصور ما درباره سیاهچاله های ثابت، غیر چرخنده، بدون بار و نسبتا خسته کننده ناشی می شود. سیاهچاله‌های واقعی، به‌ویژه هنگامی که می‌چرخند، ویژگی های بسیار جالبی دارند.
چرخش یک سیاهچاله تکینگی را به شکل یک حلقه در می آورد. با توجه به ریاضیات نظریه نسبیت عام انیشتین، هنگامی که از تکینگی حلقه عبور کنیم، وارد یک کرم چاله و از طریق یک سفیدچاله (قطبی مخالف سیاهچاله) خارج می شویم.
فضای داخلی سیاهچاله های در حال چرخش بسیار ناپایدار است. تکینگی آنها که به شکل حلقه کشیده شده با چنان سرعت خارق العاده ای در حال چرخش است که نیروی گریز از مرکز باورنکردنی دارد. در نسبیت عام، نیروهای گریز از مرکز قوی مانند ضد جاذبه عمل می کنند.
این باعث به وجود آمدن یک مرز در داخل سیاهچاله می شود که به آن افق داخلی می گویند. در خارج از این ناحیه، تابش توسط کشش گرانشی شدید به سمت داخل و تکینگی می‌افتد. اما تابش توسط ضد جاذبه نزدیک تکینگی حلقه رانده می شود و نقطه عطف افق درونی است. اگر قرار بود با افق درونی روبرو شویم، با دیواری از تشعشعات بی‌نهایت پرانرژی روبرو خواهیم شد که باعث می شود کل تاریخ گذشته کیهان در کمتر از یک چشم به هم زدن به ما نشان داده شود!
پس در مرکز یک سیاهچاله چه اتفاقی می افتد؟ ما نمی دانیم و قسمت ترسناک این است که ممکن است هرگز هم ندانیم.
