هل يمكنك معرفة وجود ثقب أسود من المادة المضادة ؟

وفقا لفهمنا الحالي ، لا توجد طريقة لتمييز الثقب الأسود المضادة للمادة من الثقب الأسود العادي. في الواقع ، لا يوجد فرق بين الثقب الأسود مضاد المادة والثقب الأسود العادي إذا كان لديهم نفس الكتلة والشحنة والزخم الزاوي.

أولاً ، فإن المادة المضادة تشبه المادة العادية باستثناء أن الشحنة وبعض الخصائص الأخرى انقلبت. تحتوي المادة المضادة على كتلة إيجابية تمامًا مثل المادة العادية وتجربة الجاذبية بنفس الطريقة. إن المادة المضادة غريبة من حيث كونها نادرة جداً في عالمنا ، ولكنها ليست غريبة في كيفية إتباعها لقوانين الفيزياء. سيبدو ملف تعريف الارتباط antimatter cookie مثل ملف تعريف الارتباط العادي. ولذلك ، فإن إضافة مفهوم المادة المضادة إلى المناقشة لا يؤدي في الواقع إلى أي شيء جديد أو غريب. يمكننا ببساطة أن نسأل ، “ما هو الفرق بين الثقب الأسود المصنوع من الهيدروجين وثقب أسود مصنوع من الهيليوم؟” الجواب هو أنه لا يوجد فرق (طالما أن الكتلة الكلية ، والشحنة ، والزخم الزاوي هي نفسها).

طبقًا لنظرية عدم الشعر ، فإن الثقب الأسود يمتلك خاصية مثيرة للاهتمام ، حيث أن كل المعلومات والبنية التي تقع في الثقب الأسود تصبح محصورة من بقية الكون ، وربما يتم تدميرها ، باستثناء تأثيرها على الكتلة الكلية ، ، والزخم الزاوي للثقب الأسود. الكتلة الكلية للثقب الأسود هي التي تحدد قوة جاذبيتها. عندما يتحدث العلماء عن الثقوب السوداء الكبيرة أو الصغيرة ، فإنهم يتحدثون بالفعل عن كتلة الثقب الأسود. الثقوب السوداء الكبيرة لها كتلة أكبر ، أكثر خطورة ، وبالتالي تأثير أكثر على محيطها. عندما تقع المادة في الثقب الأسود ، فإنها تزيد الكتلة الكلية للثقب الأسود.

تحدد الشحنة الكهربية الكلية لثقب أسود قوة المجال الكهربائي الذي تنشئه. عندما يتعلق الأمر بشحنة كهربائية من نفس القطبية التي يقع فيها الثقب الأسود ، فإنه يزيد من شحنة الثقب الأسود.

يصف الزخم الزاوي الكلي للثقب الأسود مدى سرعة دورانه. عندما تسقط المادة في الثقب الأسود مع حركة دوّامة (بدلاً من السقوط في الداخل) ، يمكن أن تزيد من الزخم الزاوي الكلي للفتحة السوداء إذا كانت المادة تدور في نفس الاتجاه ، أو تقلل من الزخم الزاوي الكلي للثقب الأسود إذا كانت تدور في الاتجاه المعاكس.

في كتاب The Nature of Space and Time by Stephen Hawking and Roger Penrose، Hawking states:

أثبتت نظرية عدم الشعر ، التي أثبتت من خلال العمل المشترك بين إسرائيل وكارتر وروبنسون وأنا ، أن الثقوب السوداء الثابتة الوحيدة في غياب الحقول الملموسة هي حلول كير. تتميز هذه العوامل بمعلمتين ، الكتلة M والزخم الزاوي J. تم تمديد نظرية عدم الشعر بواسطة روبنسون إلى الحالة التي كان بها مجال كهرومغناطيسي. هذا إضافة المعلمة الثالثة س ، الشحنة الكهربائية … ما تظهره نظريات عدم الشعر هو أن كمية كبيرة من المعلومات تضيع عندما ينهار جسم لتشكيل ثقب أسود. يتم وصف الجسم الانهيار من خلال عدد كبير جدًا من المعلمات. هذه هي أنواع المادة واللحظات متعددة لتوزيع الكتلة. ومع ذلك ، فإن الثقب الأسود الذي يتشكل مستقلاً تمامًا عن نوع المادة ويفقد بسرعة جميع لحظات التكاثف فيما عدا أول نقطتين: لحظة الاحتكار ، وهي الكتلة ، وحظة الثنائي القطب ، وهي الزخم الزاوي.

نحن لا نعرف بالضبط ما يحدث في الثقب الأسود. يمكن تكثيف المسألة داخل الثقب الأسود إلى فقاعة لا يمكن تمييزها. أو يمكن للمادة أن تحتفظ ببنية ما ولكنها تظل عالقة في الثقب الأسود من خلال الثقالة الشديدة في الثقب الأسود. تكمن المشكلة في أن مركز الثقب الأسود صغير للغاية لدرجة أن نظرية النسبية العامة ، التي تصف التأثيرات الجاذبية ، تصبح غير دقيقة. نحن بحاجة إلى نظرية الكم لوصف الفيزياء بدقة على نطاق ضيق للغاية. لكننا لم نطور بعد نظرية صحيحة لثقل الكم. لذلك ، لن يكون لدينا فكرة جيدة عن ما يجري داخل الثقب الأسود حتى تكون لدينا نظرية دقيقة عن الجاذبية الكمية. حقيقة أن داخل الثقوب السوداء محمية من جميع الملاحظات التجريبية يجعل المهمة أكثر صعوبة.