سفیدچالهها: تکینگیهای نظری که عکس سیاهچالهها عمل میکنند
سفیدچالهها نواحی نظری در کیهان هستند که برخلاف سیاهچالهها کارایی دارند. همانطور که هیچچیز نمیتواند از سیاهچاله فرار کند، هیچچیز هم نمیتواند وارد سفیدچاله شود. در این گزارش به بررسی ماهیت سفیدچالهها، تفاوتهای آنها با سیاهچالهها و امکان مشاهده آنها در عالم میپردازیم.
مفهوم سفیدچاله برای اولین بار از حل معادلات میدان نظریه نسبیت عام اینشتین برآمد. کارل شوارتزشیلد در سال ۱۹۱۶ این معادلات را حل کرد و ریاضیاتی را ارائه داد که سیاهچالهها را توصیف میکرد. سفیدچاله در واقع عکس ریاضی سیاهچاله محسوب میشود.
تاریخچه این مفهوم به قرن هجدهم و جان میشل برمیگردد که ایده ستارههای تاریک را مطرح کرد. او دریافت که اگر جرم زیاد در حجم کوچک فشرده شود، شدت فرار به سرعت نور میرسد و نور و ماده را جذب میکند. معادلات اینشتین در سال ۱۹۱۵ این پیشبینی را تایید کرد و نشان داد فضا-زمان توسط اجرام دچار اعوجاج میشود.
شوارتزشیلد محاسبه کرد که فضا-زمان چگونه حول جرمهای سنگین خمیده میشود. راهحلهای او به مفهوم تکینگی معروف شد؛ نواحی که فضا-زمان تا بینهایت کشیده شده و رابطه علتومعلول در آنها نقض میگردد. سیاهچالهها معروفترین تکینگیها هستند که هیچچیز را از خود خارج نمیکنند.
در سال ۱۹۶۰، مارتین دیوید کروسکال توصیف شوارتزشیلد را گسترش داد و به دوقلوی نظری سیاهچاله یعنی سفیدچاله رسید. سفیدچاله دقیقا رفتار معکوس سیاهچاله دارد اگر سیاهچاله همهچیز را میبلعد، سفیدچاله همهچیز را به بیرون پرتاب میکند. افق رویداد سفیدچاله مرزی است که هیچچیز نمیتواند از آن عبور کند و به داخل برسد.

فیزیکدانان سفیدچاله را برگشت زمان سیاهچاله مینامند. در حالیکه سیاهچاله ماده را به درون میکشد، سفیدچاله بهصورت بیپایانی مواد را به بیرون پرتاب میکند. اجسام درون سفیدچاله میتوانند خارج شوند اما هیچ شيئا از بیرون نمیتواند وارد شود. این ویژگی درون سفیدچاله را به عالمی منحصربهفرد تبدیل میکند که خبری از بیرون ندارد.
تفاوت بنیادین در مکانیزم گرانش است سیاهچاله میدان گرانشی دارد که اشیا را به الداخل میکشد، در حالیکه سفیدچاله حرکتی ضدگرانش دارد که مواد را به بیرون رها میکند. در سیاهچله ما به مرکز کشیده میشویم، در سفیدچاله به بیرون پرتاب میشویم.

تا به امروز هیچ شاهد رصدی مستقیمی از وجود سفیدچاله وجود ندارد. همه کشفها محدود به محاسبات نظری روی کاغذ است. راجر پنروز نظریه دارد که سفیدچالهها خروجی سیاهچالهها در عالمهای دیگر هستند و موادی که سیاهچاله در عالم ما بلعیده، در عالم دیگر به بیرون میراند. اما ثابت کردن وجود عالمهای دیگر خود چالش بزرگی است.
مکانیک کوانتومی با نظریه تابش هاوکینگ سیاهچالهها را توصیف میکند. طبق این نظریه، سیاهچالهها به دلیل اثرات کوانتومی در نزدیکی افق رویداد تابش دارند و دما دارند. برخی دانشمدان معتقدند معکوس این فرایند میتواند برای سفیدچالهها صدق کند سفیدچالهها ماده و نور را در مرز خود جذب میکنند در حالی که به بیرون پرتاب میکنند.</p
شکلگیری سفیدچاله در عالم همچنان پاسخ است. فروپاشی ستارههای سنگین سیاهچاله میسازد، اما سناریویی برای تولد سفیدچاله وجود ندارد. حتی اگر شکل بگیرند، پایداری ندارند چون پرتاب مواد آشوب در کهکشان ایجاد میکند. برخی محققان عدم یافتن سفیدچاله را مفید برای ثبات کیهان میدانند.
خلاصه اینکه سفیدچالهها اجرام نظری هستند که از معادلات اینشتین برآمدهاند. کارل شوارتزشیلد اولین حلکننده این معادلات بود. سفیدچالهها دوقلوی نظری سیاهچالهها محسوب میشوند سیاهچالهها همهچیز را میبلعند، سفیدچالهها همهچیز را به بیرون پرتاب میکنند. تاکنون هیچ سفیدچالهای در عالم مشاهده نشده است.
