نسبیت عام هدیه‌ای بود که انیشتین به جهان عرضه کرد؛ نظریه‌ای که دیدگاه نیوتونی درمورد گرانش را به چالش می‌کشد و توصیف کننده فضا – زمان و کیهان است و امروزه پایه نظری گرانش در کیهان شناسی محسوب می‌شود. نظریه‌ای که نتایج عجیبی در مورد جهان هستی به ما ارایه می‌دهد که ازجمله آن‌ها می‌توان به سیاه‌چاله‌ها اشاره کرد.
سال‌هاست دانشمندان دنیا تلاش کرده‌اند تا معادلات گرانشی حاکم بر سیاه‌چاله‌ها را مورد بررسی قرار دهند. احمد شیخی، دکترای فیزیک گرایش اختر فیزیک و کیهان شناسی، استاد تمام و رئیس گروه اختر فیزیک و کیهان شناسی بخش فیزیک دانشگاه شیراز، عضو گروه علوم پایه فرهنگستان ایران، عضو بنیاد ملی نخبگان و جزو یک درصد دانشمندان پر استناد جهان در سال ۲۰۲۱، از جمله دانشمندانی است که در این زمینه اقداماتی انجام داده است. او توانسته است نخستین بار در دنیا با ارایه طرح نظری و بنیادی، قوانین گرانش را از طریق ترمودینامیکی بدست آورد؛ طرحی که نظریه وحدت را تقویت می‌کند و برای مسلمانان از اهمیت زیادی برخوردار است.
سیاه‌چاله‌ها چگونه متولد می‌شوند؟
شیخی در این خصوص به آنا می‌گوید: پس از آنکه آلبرت انیشتین در سال ۱۹۱۵ معادلات نسبیت عام خود را معرفی کرد، دانشمندان همواره به دنبال پیدا کردن جواب‌هایی برای این معادلات بودند. موضوع سیاه‌چاله‌ها، یکی از جواب‌هایی بود که برای این معادلات پیدا شد. سیاه‌چاله، ناحیه‌ای از فضاست که چگالی آن به قدری زیاد است که هیچ چیز حتی نور هم نمی‌تواند از آن فرار کند. در واقع سیاه‌چاله‌ها، حاصل رومبش گرانش (فرو ریختن یک جسم به درون بر اثر گرانش خودش) ستارگان بسیار پر جرم هستند. اگر ستاره‌ای جرمش ۸ برابر بیشتر از خورشید باشد، پس از پایان سوخت هسته‌ای خود، آغاز به رمبش می‌کند و به مرور شعاعش کوچک‌تر می‌شود. در نهایت به مرحله‌ای می‌رسد که سرعت فرار از سطح آن ستاره از سرعت نور بیشتر می‌شود بنابراین آن ستاره از دید محو خواهد شد و ما دیگر نمی‌توانیم هیچگونه سیگنالی از آن ستاره دریافت کنیم. در این هنگام می‌گوییم که یک سیاه‌چاله تشکیل شده است.
بحث سیاه‌چاله از جمله موضوع‌های جالب در حوزه اخترشناسی و کیهان شناسی است. هاوکینگ و بکنشتاین در اوایل دهه ۱۹۷۰، ایده‌ای را مطرح کردند که سیاه‌چاله‌ها شبیه سیستم‌های ترمودینامیکی دما و انتروپی دارند؛ درست شبیه یک سیستم ترمودینامیکی روی کره زمین. آن‌ها در این ایده اظهارداشتند که انتروپی سیاه‌چاله متناسب با مساحت افق رویدادش و دمای سیاه‌چاله نیز متناسب با گرانش سطحی (شدت میدان جاذبه در نزدیکی سیاه‌چاله) است. بر فرض شدت میدان جاذبه زمین حدود ۱۰ متر بر مجذور ثانیه است.
این ایده باعث شد که دانشمندان به این فکر بیفتند که اگر کمیت‌های ترمودینامیکی با کمیت‌های هندسی ارتباط دارد، شاید معادلات حاکم بر میدان گرانشی نیز با معادلات حاکم بر ترمودینامیک نیز ارتباطی با یکدیگر داشته باشند از اینرو تلاش‌های زیادی در این حوزه از سال ۱۹۹۵ انجام شد و دانشمندان تلاش کردند که نشان دهند معادلات گرانشی حاکم بر سیاه‌چاله‌ها چیزی جز همان قوانین ترمودینامیک نیستند یعنی ما وقتی سیاه‌چاله را با یک سیستم ترمودینامیکی بزرگ در نظر می‌گیریم و قانون اول ترمودینامیک را برای آن می‌نویسیم، ترجمه‌اش همان قانون گرانش انیشتین می‌شود.
نظریه وحدت؛ جذاب‌ترین موضوع کیهان شناسی
شیخی می‌گوید: در این حوزه نیز ما از سال‌های ۲۰۰۷ یک سری اقدامات و پژوهش‌هایی انجام داده‌ایم و توانسته‌ایم گرانش‌های مختلف را در ابعاد گوناگون بررسی کنیم و هم ارزی میان قانون اول ترمودینامیک و معادلات میدان گرانشی را نشان دهیم که به نوعی باعث وحدت این دو نظریه در فیزیک می‌شود.
نظریه وحدت همواره از دیدگاه بشر خیلی جذاب است، زیرا همیشه به دنبال رسیدن به یک تئوری بوده‌ایم که بتواند همه چیز را توضیح دهد. تئوری که بتوانیم همه نیرو‌ها و معادلات را از آن استخراج کنیم. هر گامی که در راستای وحدت و هم ارزی میان نظریه‌ها برداشته می‌شود، یک گام بلند و رو به جلوست. از جمله کار‌هایی که ما انجام داده‌ایم و دیگر همکاران ما در سرتاسردنیا در دانشگاه‌های مختلف روی این موضوع کار کرده‌اند، باعث شده تا امروزه جنبه‌های مختلف آن روشن شود و اکنون هیچ گونه شک و شبهه‌ای در این مساله که معادلات میدان گرانشی هم ارز با قوانین هستند، وجود نداشته باشد.
کشف سیاه‌چاله عظیم در کهکشان اقماری
هرچند این طرح نظری و بنیادی است، اما انگیزه اصلی من از چنین طرحی، نشان دادن وحدت است. وحدت بین نظریه‌ها خصوصا از دید ما مسلمانان و کسانی که اعتقاد دارند به توحید دارند، بسیار مهم است، زیرا ما معتقدیم همه چیز از یک نفر منشا گرفته است و همه جهان و نیرو‌ها و قوانین، جلوه‌ای از ذات اقدس خدای تبارک تعالی است به همین دلیل بحث وحدت نیرو‌ها برای مسلمان‌ها از اهمیت خیلی بیشتری برخوردار است و ما را یک گام به سمت توحید نزدیک‌تر می‌کند.
