ستاره‌های در حال مرگ؛ مهد تولد جهان‌های جدید!

دو فیزیکدان آلمانی ادعا کرده‌اند که مرگ ستاره‌های با جرم بالا ممکن است به جای ایجاد سیاه‌چاله، به تولد جهان‌های جدید و سرشار از انرژی تاریک منجر شود.

مدل‌های متداول فیزیک بیان می‌کنند که زمانی که یک ستاره با جرم بالا سوخت هسته‌ای خود را از دست می‌دهد، در نهایت به سیاه‌چاله‌ای تبدیل می‌شود که مانع از فرار هر چیزی، حتی نور، می‌شود. اما دانیل یامپولسکی و لوسیانو رزولا، دو فیزیک‌دان از دانشگاه گوته در فرانکفورت، در یک پژوهش جدید به این نکته اشاره کرده‌اند که این سناریو ممکن است همیشه صحیح نباشد. آن‌ها معتقدند که مرگ ستاره‌های پرجرم می‌تواند به تولد جهانی کوچک و نوپا منجر شود که از انرژی تاریک پر شده و با فشار رو به بیرون خود، از فروپاشی کامل ستاره جلوگیری می‌کند.

این نظریه بیان می‌کند که جهان جدید در هسته‌ی اجرام فرضی به نام «گراواستار» شکل می‌گیرد که پیش‌تر تصور می‌شد هسته‌ای از انرژی تاریک دارند. یامپولسکی اظهار می‌کند: «بیگ‌بنگ این جهان در حال تولد ممکن است زمانی رخ دهد که ستاره تقریباً به مرز تبدیل شدن به سیاه‌چاله نزدیک شده است.»

این نظریه مسیری جایگزین برای ستاره‌های عظیم در حال مرگ ترسیم می‌کند. در این روایت، ستاره به آستانه‌ای می‌رسد که به نظر می‌رسد باید به چگالی بی‌نهایت تبدیل شود، اما در همان لحظه، فشار انرژی تاریک مانند آجری که مانع بسته شدن کامل در گاراژ می‌شود، در برابر ریزش نهایی مقاومت می‌کند. به این ترتیب، فروپاشی به‌جای ادامه تا نهایت، به نقطه‌ای از تعادل می‌رسد.

در این چارچوب، جهان جدید در قلب گراواستار قرار دارد؛ جرمی که هسته‌ی آن از انرژی تاریک تشکیل شده است، همان نیروی فرضی کیهانی که دانشمندان برآورد می‌کنند حدود ۶۸ درصد از کل محتوای انرژی-جرم جهان شناخته‌شده را شامل می‌شود. یامپولسکی و رزولا بیان می‌کنند که شرایطی که گراواستار در آن شکل می‌گیرد، شباهت‌هایی با شرایط بیگ‌بنگ دارد؛ لحظه‌ای که به‌نظر می‌رسد جهان ما میلیاردها سال پیش از آن سر برآورده است.

براساس مدل پیشنهادی، انرژی تاریک آن‌قدر فشار رو به بیرون ایجاد می‌کند که گراواستار را پایدار نگه می‌دارد و از فروپاشی بیشتر آن جلوگیری می‌کند. اگر انرژی تاریک کافی وجود داشته باشد، نیروهای گرانشی و فشار رو به بیرون می‌توانند هم‌ارز شوند و یک گراواستار پایدار ایجاد کنند. پژوهشگران همچنین یادآور می‌شوند که همین نوع فشار رو به بیرون در مدل‌های کنونی، عامل انبساط جهان ما نیز به شمار می‌رود.

با این حال، پژوهشگران تأکید کرده‌اند که نظریه‌ی پیشنهادی درباره‌ی شکل‌گیری گراواستارهای پایدار، به‌طور کامل وجود سیاه‌چاله‌ها را رد نمی‌کند. لوسیانو رزولا، فیزیک‌دان در دانشگاه گوته، می‌گوید: «جست‌وجوی جایگزین‌هایی برای سیاه‌چاله‌ها نباید به معنای تردید در وجود سیاه‌چاله‌ها باشد؛ سیاه‌چاله‌ها همچنان طبیعی‌ترین و ساده‌ترین راه‌حل برای سرنوشت فروپاشی گرانشی هستند.»

رزولا در ادامه افزود که دانشمندان به‌طور کلی و فیزیک‌دانان نظری به‌طور خاص، باید رویکردی بی‌طرفانه نسبت به هر آنچه که نمی‌دانند، حفظ کنند و دانسته‌های پذیرفته‌شده و حتی تفسیرهای عجیب‌تر را بررسی کنند. تاریخ نشان می‌دهد که پذیرفتن تفسیرهای عجیب به‌جای دانسته‌های پذیرفته‌شده، اتفاقی غیرمعمول نیست. اگرچه ایده‌ی جدید هنوز در قلمرو نظریه‌های جسورانه قرار دارد، اما بار دیگر دانش ما از کیهان‌شناسی، فیزیک گرانش و سرنوشت ستاره‌های عظیم را به چالش می‌کشد.

این پژوهش در مجله‌ی فیزیکال ریویو دی منتشر شده است.