سفیدچاله‌ها نواحی نظری در کیهان هستند که برخلاف سیاه‌چاله‌ها عمل می‌کنند؛ همان‌طور که هیچ‌چیز نمی‌تواند از سیاه‌چاله فرار کند، هیچ‌چیز هم نمی‌تواند وارد سفیدچاله شود. این مقاله به بررسی ماهیت سفیدچاله‌ها، تفاوت‌های آن‌ها با سیاه‌چاله‌ها و چالش‌های رصد آن‌ها می‌پردازد.
ریشه‌های نظری سفیدچاله در معادلات اینشتین
سفیدچاله‌ها از حل معادلات می‌دان نظریه نسبیت عام اینشتین حاصل می‌شوند. این معادلات را برای اولین بار کارل شوارتزشیلد در سال ۱۹۱۶ حل کرد. شوارتزشیلد ریاضیاتی را تدوین کرد که سیاه‌چاله‌ها را به‌عنوان اجرام فرو‌ریخته توصیف می‌کرد؛ در این چارچوب، سفیدچاله عکس‌العمل دقیق سیاه‌چاله محسوب می‌شود.
از ستاره‌های تاریک تا تکینگی فضا-زمان
ایده سیاه‌چاله برای اولین بار در قرن هجدهم توسط جان می‌شل با نام ستاره‌های تاریک مطرح شد. او دریافت که اگر جرم زیادی در حجمی بسیار کوچک فشرده شود، سرعت فرار از آن به نزدیک سرعت نور می‌رسد و چون هیچ‌چیز نمی‌تواند سریع‌تر از نور حرکت کند، نور و ماده جذب می‌شوند. معادلات اینشتین در سال ۱۹۱۵ این پیش‌بینی را ریاضی‌سازی کرد و نشان داد فضا-زمان به‌وسیله جرم‌ها دچار اعوجاج می‌شود.
شوارتزشیلد محاسبه کرد که فضا-زمان چگونه حول یک توده سنگین خم می‌شود. راه‌حل‌های او پایه مفهوم تکینگی شد؛ نقطه‌ای که فضا-زمان تا بی‌نهایت کشیده شده و رابطه علت‌ومعلول نقض می‌گردد. سیاه‌چاله‌ها معروف‌ترین تکینگی‌ها هستند که هیچ‌چیز را از خارج شدن باز نمی‌دارند.
مارتین کروسکال و پیش‌بینی دوقلوی سیاه‌چاله
در سال ۱۹۶۰، ریاضی‌دان مارتین دیوید کروسکال توصیف شوارتزشیلد را گسترش داد و به دوقلوی نظری سیاه‌چاله رسید تکینگی جدیدی به نام سفیدچاله. درک این مفهوم نزدیک چهل سال طول کشید؛ اکنون نوبت بررسی نقطه مقابل سیاه‌چاله رسیده است.
دانشمندان فکر می‌کردند معادلاتی که وجود سیاه‌چاله را پیش‌بینی می‌کنند، باید برای سفیدچاله نیز صدق کنند. برای یک مشاهده‌گر دور، سفیدچاله دقیقا شبیه سیاه‌چاله به نظر می‌رسد جرم و ساختار مشخصی دارد و ممکن است حلقه‌ای از گاز و غبار دور افق اتفاقات آن وجود داشته باشد. اما تفاوت بنیادین در رفتار است سیاه‌چاله همه‌چیز را می‌بلعد، در حالی که سفیدچاله همه‌چیز را به بیرون پرتاب می‌کند.
تفاوت‌های بنیادین با سیاه‌چاله
فیزیک‌دانان سفیدچاله را برگشت زمان سیاه‌چاله می‌نامند. افق اتفاقات سیاه‌چاله مرزی بدون بازگشت است؛ هرچه از آن عبور کند، اسیر گرانش شده و سرنوشتش در مرکز رقم می‌خورد. در مقابل، افق اتفاقات سفیدچاله مرزی بدون پذیرش است هیچ‌چیز نمی‌تواند به آن نزدیک شود یا وارد شود. اجسام درون سفیدچاله می‌توانند خارج شده و با جهان بیرون تعامل برقرار کنند، اما هیچ خبری از جهان بیرون به درون آن نمی‌رسد.
شواهد رصدی تا کنون هیچ‌گونه
تا امروز هیچ شاهد مستقیم یا غیر‌مستقیم رصدی از وجود سفیدچاله‌ها وجود ندارد. تمام یافته‌ها محدود به محاسبات نظری روی کاغذ است. برخی معتقدند اگر ناحیه‌ای کشف شود که ماده با شدت از آن پرتاب می‌شود، می‌تواند سفیدچاله باشد. راجر پنروز نظریه دارد که سفیدچاله‌ها خروجی سیاه‌چاله‌ها در یک جهان دیگر هستند و موادی که سیاه‌چاله در جهان ما بلعیده، در آن جهان دیگر به بیرون رها می‌شوند.
منظور مکانیک کوانتومی و تابش هاوکینگ
مکانیک کوانتومی با مفهوم تابش هاوکینگ سیاه‌چاله‌ها را توصیف می‌کند اثرات کوانتومی در نزدیکی افق اتفاقات باعث می‌شود سیاه‌چاله‌ها تابش داشته باشند و دما پیدا کنند. دمای سیاه‌چاله با جرم آن رابطه معکوس دارد؛ هرچه کوچک‌تر باشد، درخشان‌تر است. اگر این فرآیند را معکوس کنیم، برخی دانشمندان معتقدند سفیدچاله‌ها می‌توانند ماده و نور را به‌صورت تابش هاوکینگ جذب کنند، در حالی که حرکت کلی آن‌ها پرتاب ماده به بیرون است.
چرا سفیدچاله‌ها احتمالا وجود ندارند
نسبیت عام اگرچه سفیدچاله‌ها را در معادلات توصیف می‌کند، اما هیچ سناریوی فیزیکی برای شکل‌گیری آن‌ها وجود ندارد. سیاه‌چاله‌ها از فروپاشی ستاره‌های سنگین متولد می‌شوند، اما معکوس این فرآیند برای تولد سفیدچاله محال به نظر می‌رسد. حتی اگر به‌صورت ناشناخته‌ای شکل بگیرند، عمر کوتاه و ناپای‌دار خواهند داشت، چون پرتاب مداوم ماده اعتدال دینامیکی کهکشان را برهم می‌زند. برخی محققان عدم رصد سفیدچاله را دلیلی بر عدم وجود آن‌ها می‌دانند که احتمالا برای ثبات کیهان مفید است.
جمع‌بندی
سفیدچاله‌ها اجرام نظری هستند که وجودشان از حل معادلات می‌دان اینشتین توسط کارل شوارتزشیلد در سال ۱۹۱۶ استنباط شده. آن‌ها دوقلوی نظری سیاه‌چاله‌هستند سیاه‌چاله همه‌چیز را به درون می‌کشد، سفیدچاله همه‌چیز را به بیرون پرتاب می‌کند و ورود به آن غیر‌ممکن است. تا به امروز هیچ سفیدچاله‌ای در کیهان رصد نشده و هیچ شاهد تجربی برای وجود آن‌ها وجود ندارد.
