تقسیم سیاه‌چاله‌ها؛ فرضیه جدیدی که قوانین گرانش را به چالش می‌کشد

چالش‌های ترمودینامیکی و نقش آنتروپی

بزرگ‌ترین مانعی که مانع از جدایی بخش‌هایی از یک سیاه‌چاله می‌شود، ترکیب قدرت گرانش و قوانین ترمودینامیک است. طبق نظریات استیون هاوکینگ، آنتروپی در یک سیاه‌چاله بزرگ، از مجموع آنتروپی دو سیاه‌چاله کوچک‌تر بیشتر است.

از آنجایی که روند طبیعی جهان بر پایه افزایش آنتروپی است، تقسیم شدن یک سیاه‌چاله بدون دخالت عوامل خارجی، با قوانین بنیادین جهان در تضاد به نظر می‌رسد. با این حال، فیزیک‌دانان راهی برای عبور از این بن‌بست پیدا کرده‌اند.

فرضیه «شلوار پوشیدن» و سرعت چرخش بالا

پژوهشگران به رهبری پروفسور فرانچسکو سانینو، متوجه شده‌اند که سرعت چرخش بسیار بالا می‌تواند قوانین آنتروپی را به نفع تقسیم شدن تغییر دهد. اگر یک سیاه‌چاله با چرخش فوق‌العاده سریع به دو بخش تقسیم شود، می‌تواند تکانه زاویه‌ای خود را از طریق حرکت مداری دو بخش جدید حفظ کند.

این فرآیند در مدل‌های ریاضی با اصطلاح «توپولوژی شلوار» توصیف می‌شود:

• قسمت کمر: نمایانگر سیاه‌چاله اولیه پیش از شکافت.
• پاچه‌ها: دو سیاه‌چاله جدید که از شکاف ایجاد شده حاصل می‌شوند.

"این شکافت تنها زمانی ممکن است رخ دهد که سرعت چرخش سیاه‌چاله به حداکثر حد تئوری خود بسیار نزدیک باشد، که این امر وقوع آن را بسیار نادر می‌کند."

سازوکارهای احتمالی و ابعاد اضافی

هنوز مشخص نیست که چه نیرویی باعث شروع این فرآیند می‌شود، اما پدیده «اَبَردرخشندگی» یکی از کاندیداهای اصلی است. در این حالت، امواج درون سیاه‌چاله تقویت شده و باعث ایجاد ناپایداری‌های ساختاری می‌شوند.

همچنین، در مدل‌های فیزیک چندبُعدی، وجود ابعاد اضافی می‌تواند احتمال جدا شدن بخش‌های کوچک از سیاه‌چاله‌های بزرگ را افزایش دهد. اگرچه این فرآیند در سیاه‌چاله‌های اخترفیزیکی بسیار بزرگ دشوار است، اما در سیاه‌چاله‌های کوچک‌تر احتمال بیشتری دارد.

نتیجه‌گیری و چشم‌انداز آینده

اگرچه اثبات تجربی این پدیده دشوار است، اما تلسکوپ‌های پرتو گاما مانند Fermi-LAT می‌توانند با جستجوی سیگنال‌های غیرمعمول، نشانه‌هایی از این شکافت‌ها را شناسایی کنند. در نهایت، درک دقیق‌تر تقسیم سیاه‌چاله‌ها مستلزم کشف قوانینی فراتر از نظریه نسبیت عمومی اینشتین است.