يشير بحث جديد إلى أن الأجسام المتطرفة المعروفة باسم “kugelblitzes” – وهي ثقوب سوداء مصنوعة بالكامل من الضوء – مستحيلة وصعبة في عالمنا. نظرية النسبية العامة لأينشتاين. يضع هذا الاكتشاف قيودًا كبيرة على النماذج الكونية ويوضح كيفية القيام بذلك ميكانيكا الكم ويمكن التوفيق بين النسبية العامة والأسئلة العلمية المعقدة.
الثقوب السوداء – الأجسام الضخمة التي تتمتع بجاذبية قوية جدًا لدرجة أنه حتى الضوء لا يستطيع الإفلات من قبضتها – هي من بين الأجسام الأكثر غموضًا وغرابة في الكون. عادة، تتشكل من انهيار النجوم الضخمة في نهاية دورات حياتها، عندما لا يتمكن ضغط التفاعلات النووية الحرارية في قلوبها من مقاومة القوة. جاذبية.
ومع ذلك، هناك فرضيات أكثر جاذبية فيما يتعلق بتكوين الثقوب السوداء. إحدى هذه النظريات تتضمن “kugelblitz”، وهو مصطلح ألماني يعني “كرة البرق”. (صيغة الجمع هي “kugelblitze.”)
وقالت الدراسة: “إن kugelblitz هو ثقب أسود افتراضي يتشكل من تراكم كميات هائلة من الإشعاع الكهرومغناطيسي، مثل الضوء، وليس من انهيار “المادة الطبيعية” (مكوناتها الرئيسية البروتونات والنيوترونات والإلكترونات).” محرر مشارك خوسيه بولو جوميزقال عالم الفيزياء في جامعة واترلو والمعهد المحيطي للفيزياء النظرية في كندا لموقع Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني.
وقال بولو جوميز: “على الرغم من أن الضوء ليس له كتلة، إلا أنه يحمل طاقة”، مضيفًا أنه في نظرية النسبية العامة لأينشتاين، الطاقة مسؤولة عن إنشاء منحنيات في الزمكان تؤدي إلى قوى الجاذبية. وقال: “ولهذا السبب، من الممكن من حيث المبدأ إنشاء ثقوب سوداء خفيفة، إذا ركزناها في حجم صغير بما فيه الكفاية”.
متعلق ب: تعديل معادلة قطة شرودنجر يمكن أن يوحد النسبية لأينشتاين وميكانيكا الكم، ملاحظات الدراسة
هذه المبادئ صحيحة في ظل النسبية العامة الكلاسيكية، التي لا تأخذ في الاعتبار الظواهر الكمومية. للتحقيق في التأثير المحتمل للتأثيرات الكمومية على تكوين كوجلبليتز، قام بولو جوميز وزملاؤه بفحص تأثير تأثير سوينجر.
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة: “عندما تكون هناك طاقة كهرومغناطيسية مكثفة بشكل لا يصدق – على سبيل المثال، بسبب تركيز ضخم للضوء – فإن بعض هذه الطاقة يتم تحويلها إلى مادة على شكل أزواج إلكترون-بوزيترون”. ألفارو ألفاريز دومينغيز وقال معهد فيزياء الجسيمات والكون (IPARCOS) في جامعة كومبلوتنسي بمدريد في رسالة بالبريد الإلكتروني إلى Live Science. “إنه تأثير كمي يسمى تأثير المقلاع. ويسمى أيضًا استقطاب الفراغ.”
هُم يذاكروقد تم قبوله للنشر في المجلة رسائل المراجعة البدنية ولكن لم يُنشر بعد، قام الفريق بحساب المعدل الذي تنتج به أزواج الإلكترون والبوزيترون في انخفاض الطاقة في المجال الكهرومغناطيسي. إذا تجاوز هذا المعدل معدل تجديد طاقة المجال الكهرومغناطيسي في منطقة معينة، فلا يمكن إنشاء Kugelblitz.
حتى في ظل الظروف الأكثر قسوة، وجد الفريق أن الضوء النقي لا يمكنه الوصول إلى عتبة الطاقة اللازمة لإنشاء ثقب أسود.
“لقد أثبتنا أنه من غير الممكن إنتاج Kugelblitz من خلال تركيز الضوء في ظل ظروف فيزيائية فلكية تحدث بشكل مصطنع أو طبيعي في المختبر،” مؤلف مشارك في الدراسة لويس ج. كاري، من IPARCOS ، قال لـ Live Science. “على سبيل المثال، على الرغم من أننا نستخدم بشكل مكثف للغاية الليزر على الأرض، سيظل حجمها أقل بأكثر من 50 مرة من الشدة المطلوبة لإنتاج Kugelblitz.
هذا الاكتشاف له آثار نظرية عميقة، مما يقيد بشكل كبير النماذج الفيزيائية الفلكية والكونية المفترضة سابقًا والتي افترضت وجود كوجلبليتز. كما أنه يقوض الأمل في دراسة الثقوب السوداء بشكل تجريبي في البيئات المعملية عن طريق تكوينها بالإشعاع الكهرومغناطيسي.
ومع ذلك، فإن النتيجة الإيجابية للدراسة تظهر أنه يمكن دمج التأثيرات الكمومية بكفاءة في المسائل المتعلقة بالجاذبية، وبالتالي توفير إجابات واضحة على الأسئلة العلمية الحقيقية.
وقال بولو جوميز: “من منظور نظري، يوضح هذا العمل كيف تلعب التأثيرات الكمومية دورًا مهمًا في فهم آليات تكوين وأصول الأجسام الفيزيائية الفلكية”.
واستلهامًا من النتائج التي توصلوا إليها، يخطط الباحثون لمواصلة دراسة تأثير التأثيرات الكمومية على ظواهر الجاذبية المختلفة ذات الأهمية العملية والأساسية.
وقال: “الكثير منا مهتم بمواصلة دراسة خصائص الجاذبية للمادة الكمومية، خاصة في المواقف التي تنتهك فيها هذه المادة الكمومية ظروف الطاقة الكلاسيكية”. إدواردو مارتن مارتينيزجامعة واترلو والمعهد المحيطي. “هذا النوع من المادة الكمومية، من حيث المبدأ، يمكن أن يخلق زمكانات غريبة، مما يؤدي إلى تأثيرات مثل الجذب التنافر أو خلق حلول غريبة. مثل محرك Alcubierre Warp Drive أو الثقوب الدودية التي يمكن عبورها.”
