एक नए ब्लैक होल अध्ययन से संकेत मिलता है कि अंत श्वेत छिद्र जैसा हो सकता है

ब्लैक होलों का अजीबतर परलोक उम्मीद से अलग हो सकता है

ब्लैक होलों को अक्सर अंतिम एकतरफा वस्तुओं के रूप में देखा जाता है: पदार्थ घटना क्षितिज को पार करता है और फिर कभी वापस नहीं लौटता। यह तस्वीर सामान्य सापेक्षता से आती है, जो ब्लैक होलों को स्पेसटाइम की शास्त्रीय रूप से स्थायी संरचनाओं के रूप में वर्णित करती है। लेकिन क्वांटम भौतिकी ने लंबे समय से इस कहानी को जटिल बना दिया है। हॉकिंग विकिरण संकेत देता है कि ब्लैक होल धीरे-धीरे द्रव्यमान खो सकते हैं और अंततः वाष्पित हो सकते हैं।

Universe Today में चर्चा की गई एक हालिया सैद्धांतिक अध्ययन इस क्वांटम कहानी को और आगे बढ़ाता है। यह कार्य घटना क्षितिज से बहुत दूर अर्ध-शास्त्रीय बने रहने वाली मान्यताओं का उपयोग करते हुए ब्लैक होल के न्यूनतम जीवनकाल की जांच करता है, जबकि उसके निकट अधिक जटिल क्वांटम व्यवहार की अनुमति देता है। परिणाम एक ब्लैक होल जीवनकाल की नई निचली सीमा और यह सुझाव है कि अपने अस्तित्व के अंतिम चरण में ब्लैक होल एक मेटास्टेबल अवस्था में प्रवेश कर सकते हैं, जिसमें उनका व्यवहार श्वेत छिद्रों जैसा दिखता है।

हॉकिंग की मूल तस्वीर अधूरी क्यों है

स्टीफन हॉकिंग की मूल गणना ने दिखाया कि ब्लैक होल विकिरण उत्सर्जित करते हैं और इसलिए हमेशा जीवित नहीं रहते। बहुत मोटे तौर पर, क्वांटम प्रभाव कणों को बाहर निकलने देते हैं, जिससे ब्लैक होल द्रव्यमान खोता है। छोटे ब्लैक होल अधिक तेजी से विकिरण करते हैं, इसलिए वाष्पीकरण की प्रक्रिया समय के साथ तेज होती जाती है।

लेकिन हॉकिंग का परिणाम अर्ध-शास्त्रीय है। यह मानता है कि क्वांटम सुधार इतना छोटा है कि शास्त्रीय स्पेसटाइम अभी भी प्रमुख पृष्ठभूमि प्रदान करता है। जब ब्लैक होल का द्रव्यमान बहुत छोटा हो जाता है, तब यह धारणा अधिक संदिग्ध हो जाती है। सामान्य खगोलीय ब्लैक होलों के लिए यह व्यावहारिक समस्या नहीं है, क्योंकि उनका जीवनकाल आश्चर्यजनक रूप से लंबा होता है। हालांकि, आदिम ब्लैक होलों के लिए यह मुद्दा अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है, क्योंकि उनका द्रव्यमान बहुत कम हो सकता है और उनका जीवनकाल ब्रह्मांड विज्ञान के व्यापक प्रश्नों के लिए मायने रखता है।

नया कार्य क्या दावा करता है

स्रोत में वर्णित अध्ययन दो मान्यताओं से शुरू होता है: कि ब्लैक होल से दूर स्पेसटाइम असिम्प्टोटिक रूप से अर्ध-शास्त्रीय बना रहता है, और कि उलझाव एंट्रॉपी के प्रभाव समय के साथ कम हो जाते हैं। इन स्थितियों के साथ, लेखक प्रारंभिक द्रव्यमान M वाले एक ब्लैक होल के लिए कम से कम M4 बटे h-bar की तीन-आधा घात के अनुरूप न्यूनतम जीवनकाल व्युत्पन्न करते हैं।

यह परिणाम आश्चर्यजनक रूप से सरल बताया गया है। अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि यह स्थापित करता है कि वाष्पित होते ब्लैक होल का अंतिम चरण केवल अचानक गायब होना नहीं हो सकता। अध्ययन यह भी तर्क देता है कि ब्लैक होल एक मेटास्टेबल विन्यास में विकसित हो सकते हैं जो श्वेत छिद्र जैसा दिखता है।

श्वेत छिद्र ब्लैक होलों के समय-विपरीत वैचारिक समकक्ष होते हैं: ऐसी वस्तुएँ जिनसे पदार्थ और ऊर्जा बाहर निकल सकती है, न कि केवल भीतर जा सकती है। वे लंबे समय से गुरुत्वीय सिद्धांत के एक अनुमानात्मक कोने में रहे हैं, लेकिन वे मुख्यधारा की प्रेक्षणीय खगोल विज्ञान का हिस्सा नहीं हैं। यहाँ रुचि यह नहीं है कि खगोलविदों ने श्वेत छिद्र खोज लिए हैं, बल्कि यह कि क्वांटम-गुरुत्व-प्रेरित मॉडल देर-चरण की ऐसी वस्तुएँ उत्पन्न कर सकते हैं जिनमें श्वेत-छिद्र जैसी विशेषताएँ हों।

इस बहस में आदिम ब्लैक होल क्यों महत्वपूर्ण हैं

इस चर्चा की विशेष प्रासंगिकता आदिम ब्लैक होलों के लिए है, जो प्रारंभिक ब्रह्मांड में बने काल्पनिक पिंड हैं और जिन्हें कभी-कभी डार्क मैटर के संभावित योगदानकर्ता के रूप में प्रस्तावित किया गया है। क्योंकि ये ब्लैक होल तारकीय ब्लैक होलों की तुलना में बहुत कम द्रव्यमान से शुरू हो सकते हैं, जीवनकाल के अनुमानों में कोई भी संशोधन इस बात को प्रभावित कर सकता है कि शोधकर्ता उनकी संख्या और ब्रह्मांडीय भूमिका के बारे में कैसे सोचते हैं।

यह अध्ययन यह तय नहीं करता कि आदिम ब्लैक होल डार्क मैटर बनाते हैं या नहीं। हालांकि, यह दिखाता है कि जीवनकाल का प्रश्न केवल अकादमिक गणना नहीं है। यदि ब्लैक होल सरल वाष्पीकरण अनुमानों से अधिक समय तक बने रहते हैं, तो ब्रह्मांडीय विकास पर उनका प्रभाव भी पुराने अपेक्षाओं से अलग हो सकता है।

यह क्या बदलता है, और क्या नहीं

यह कार्य अभी भी सैद्धांतिक है और, जैसा कि स्रोत में प्रस्तुत किया गया है, arXiv पर पोस्ट किया गया है। इसका मतलब है कि इसे स्थापित प्रेक्षणीय तथ्य के बजाय उत्तेजक भौतिकी की श्रेणी में रखा जाना चाहिए। फिर भी, यह एक लंबे समय से चल रहे प्रश्न को और तीक्ष्ण बनाता है: जब क्वांटम प्रभाव इतने महत्वपूर्ण हो जाते हैं कि शास्त्रीय ब्लैक होल तस्वीरें पर्याप्त नहीं रहतीं, तब वास्तव में क्या होता है?

इस अध्ययन का मूल्य यह है कि यह उस प्रश्न का उत्तर पूर्ण क्वांटम गुरुत्व के ज्ञान को मान लिए बिना देने की कोशिश करता है, जो भौतिकविदों के पास अभी भी नहीं है। व्यापक बाधाओं से काम करके, यह जीवनकाल की एक निचली सीमा और श्वेत-छिद्र-जैसी अंतिम अवस्थाओं की ओर एक मार्ग प्रस्तुत करता है।

यदि यह तस्वीर आगे की जांच में टिकती है, तो ब्लैक होल का अंतिम अध्याय एक साफ़ फीके पड़ने जैसा कम और कुछ अधिक अजीब तथा अधिक लंबे समय तक टिकने वाली चीज़ में संक्रमण जैसा अधिक दिख सकता है। इससे हॉकिंग विकिरण का खंडन नहीं होगा। बल्कि यह उसे गहरा करेगा, यह संकेत देते हुए कि वाष्पीकरण केवल इस कहानी का एक हिस्सा हो सकता है कि ब्लैक होल कैसे समाप्त होते हैं।

यह लेख Universe Today की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.