در آخرین روزهای تلاشی بی‌‌پایان؛ درک هاوکینگ از سیاه چاله

اسطوره‌‌‌‌ی کیهان‌‌شناسی و علم به زبان ساده، استیون هاوکینگ، که در ماه مارس گذشته، مصادف با زادروز آلبرت اینشتین جان باخت، به‌‌تازگی پس از انتشار آخرین مقاله‌‌ی علمی خود، خبرساز شد. این مقاله‌‌ی او، در مورد چگونگی فرار از سیاه‌‌چاله نگارش شده است.

جدا از مفهوم ریاضی آن، این مقاله، قصیده‌ای در وصف حافظه، نابودی و یکی از قدیمی‌ترین آرزوهای بشر، یعنی میل به برتری است. همان‌‌گونه که بروس اسپرینگزتین در ترانه‌‌ی موسوم به «شهر آتلانتیک» می‌‌سراید: همه‌چیز از بین خواهد رفت، این یک واقعیت است، اما شاید هر چیزی که جان خود را از دست داده، روزی بازگردد.

دکتر هاوکینگ نمادی از استقامت بود؛ او در حالیکه از بیماری ALS رنج می‌‌برد، توانست از روی ویلچر، جهان را به سیطره‌ی خود درآورد. سرنوشت ماده یا اطلاعاتی که در دام یک سیاه‌چاله گرفتار می‌‌شود، همان چیزی بود که شغل او را تعریف می‌کرد و حالا تبدیل به یکی از عمیق‌ترین مسائل دنیای فیزیک شده است.

سیاه‌چاله‌ها اجرامی هستند که به‌‌قدری متراکم‌اند که براساس قانون نسبیت عام اینشتین، حتی نور هم نمی‌تواند از آن بگریزد. در سال ۱۹۷۴، دکتر هاوکینگ این مفهوم را به‌‌همراه تمام قوانین فیزیک درون آن، زیرورو کرد. او با شگفتی دریافت که اثرات کوانتومی تصادفی حاکم بر جهان میکروسکوپی باعث ایجاد سیاه‌‌چاله‌‌ها و در نهایت انفجار و ناپدید شدن آن‌‌ها می‌شود.

در زمان موعود (که زمانی بسیار دورتر از عمر فعلی جهان خواهد بود)، تمام آن جرم و انرژی که زمانی وارد سیاه‌‌چاله شده بود، به بیرون آن بازخواهد گشت. اما بنا بر معادلات کلاسیک اینشتین، سیاه‌‌چاله‌‌ها، مفاهیمی به‌‌شدت ساده هستند؛ تنها خواص آن‌ها جرم، بار الکتریکی و تکانه‌‌ی زاویه‌ای است. تمام ویژگی‌های اشیائی که درون یک سیاه‌چاله ناپدید شوند، از بانک‌ حافظه جهان پاک خواهد شد. هیچ‌چیز در پس یک سیاه‌چاله وجود نخواهد داشت.

دکتر هاوکینگ در مقاله‌‌ای در سال ۱۹۷۵ تأکید کرد که آنچه که از ماده و انرژی از سمت دیگر سیاه‌چاله خارج شود، کاملاً تصادفی خواهد بود. اگر شما به درون یکی از آن‌ها بیفتید و بتوانید بازگردید، تمام ویژگیهایی که ماهیت شما را شکل داده بود، به‌‌کلی از دست خواهند رفت؛ مرد یا زن، چشم‌های آبی یا قهوه‌‌ای، هنرمند یا دانشمند و... معادله‌‌ای که چنین سرنوشتی را  توصیف می‌کند همان است که روی سنگ‌قبر دکتر هاوکینگ در «وست مینیستر ابی» حک شده است؛ جایی که احتمالاً دورانی طولانی را در آن سپری خواهید کرد.

این نوعی تناسخ است. اگر طبیعت بتواند شما را فراموش کند، می‌تواند هر چیز دیگری را نیز از یاد ببرد؛ این در حکم یک ضربه‌ی مهلک به توانایی علم برای بازسازی گذشته یا پیش‌بینی آینده خواهد بود. دکتر هاوکینگ، دو سال پیش، طی کنفرانسی در هاروارد گفت:

این گذشته است که به ما می‌‌گوید چه کسی هستیم. بدون آن، ما هویت خود را از دست خواهیم داد.

در واقع، هاوکینگ در مقاله‌‌ی سال ۱۹۷۵ پافشاری می‌کند که  اثرات کوانتومی متناقض (که روزگاری اینشتین با این باور که «خداوند هرگز طاس بازی نمی‌‌کند»، آن را رد کرده بود)، یک قابلیت «فراموشی» به طبیعت هدیه می‌‌دهد. هاوکینگ نوشت:

خدا نه‌تنها طاس بازی می‌کند، بلکه اغلب طاس‌‌ها را به جایی پرتاب می‌کند که نمی‌‌توان آن‌ها را دید.

این اظهارات به­‌منزله‌‌ی اعلان جنگ با دیگر فیزیکدانان بود. این یک ایده‌‌ی انقلابی بود که می‌توان فیلم تاریخ را به عقب کشید و آنچه قبلاً اتفاق افتاده را بازسازی کرد؛ اتفاقی مثل برخورد یک جفت ذرات زیر اتمی در یک برخورددهنده‌‌ با انرژی بالا.

اما دانشمندان، نظریه‌پردازی جدیدی در مورد طبیعت فضازمان، اطلاعات و حافظه ارائه کردند. برخی پیشنهاد کرده‌اند که شما حتی نمی‌توانید وارد یک سیاه‌چاله شوید؛ چون پیش از آن، به‌‌وسیله‌‌ی یک دیواره‌ی آتش، تبخیر خواهید شد.

اما در سال‌های اخیر، بارقه‌ای از امید به‌‌وجود آمده است. اندرو استرومینگر از دانشگاه هاروارد، کشف کرد که اگر یک دیدگاه صحیح ریاضیاتی داشته باشیم، خواهیم دید که سیاه‌‌چاله‌‌ها بسیار پیچیده‌تر از آن چیزی هستند که تصور می‌کردیم. آن‌ها چیزی دارند که دکتر استرومینگر از آن به‌‌عنوان «موهای نرم» یاد می‌‌کند؛ ماهیتی به شکل پرتوهای نور خیالی، که می‌توانند توسط موادی که وارد سیاه‌‌چاله می‌‌شوند ، به نوعی نوازش،  آشفته، درهم‌پیچیده یا منظم شوند. در اصل، این موها می‌توانند اطلاعات را بر سطح سیاه‌‌چاله کدگذاری کنند و تمام آن جزئیاتی را که ظاهراً معادلات اینشتین از قلم انداخته بودند، ثبت و ضبط کنند.

پی بردن به اینکه آیا چنین توجیهی برای دنیای فیزیک کافی است یا خیر، موضوعی بود که هاوکینگ در طول سال‌های قبل از مرگش، روی آن کار می‌کرد. او در کنفرانس هاروارد اظهار کرد:

وقتی ۴۰ سال پیش مقاله‌‌ی خود را نوشتم، خیال می‌‌کردم اطلاعات به‌دنیای دیگری منتقل خواهند شد. حالا به نظر می‌‌رسد این اطلاعات روی سطح سیاه‌‌چاله باقی می‌‌ماند و با بخار شدن سیاه‌‌چاله، بار دیگر در فضا ساطع خواهد شد.

سایر متخصصان، از جمله خوان مالداسنا از مؤسسه‌‌ی مطالعات پیشرفته در پرینستون، پس از بررسی‌‌های بیشتر به این نتیجه رسیده‌‌اند که نظریه‌‌ی موهای نرم حتی اگر نتواند مسئله‌‌ی پارادوکس اطلاعات را حل کند، دست کم به حل آن کمک خواهد کرد.

دکتر  استرومینگر امیدوار است که فیزیکدانان روزی بتوانند فقط با خواندن آنچه که در این موهای نرم ثبت شده است، سیاه‌چاله را درک کنند. او همچنین اظهار کرده است که هنوز چیزی اثبات نشده است؛ ولی آن‌‌ها در نشان دادن نحوه‌‌ی تناسب تمامی قطعات با یکدیگر موفق شده‌‌‌‌اند.

او افزود:

اگر حدس ما درست باشد، این مقاله از اهمیت ویژه‌ای برخوردار خواهد بود؛ در غیر این صورت، به‌‌عنوان یک یادداشت فنی تلقی خواهد شد.

تعداد معدودی از ما، از جمله دکتر استیون هاوکینگ، تا به حال امیدوار بوده که حل مسئله‌‌ی پارادوکس اطلاعات واقعاً بتواند والدین ما، دایناسورها یا هر آنچه را که متعلق به گذشته‌‌ی ما بوده است، به ما برگرداند. بالاخره روزی فرا می‌‌رسد که ما هم با این واقعیت کنار بیاییم که خط زمانی ما هم به انتهای خود خواهد رسید؛ اما شاید با دانستن اینکه فراموش نخواهیم شد، قستمی از این آلام تسکین یابد. آنچه از ما به یادگار خواهد ماند، همین ژن‌‌ها، کتاب‌‌ها و چند نام‌‌ خواهد بود.