ستيفن هوكينج: لا توجد ثقوب سوداء

محاكاة الثقب الأسود ، مشروحة

تسمي هذه الصورة المشروحة العديد من الميزات في المحاكاة ، بما في ذلك أفق الحدث للثقب الأسود. (رصيد الصورة: مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا / ج.



على قراءة ورقة جديدة من قبل ستيفن هوكينج التي ظهرت على الإنترنت هذا الأسبوع ، كنت ستغفر لو اعتقدت أن الفيزيائي البريطاني المشهور عالميًا كان يخدعنا. عمل هوكينج غير المنشور - بعنوان ' حفظ المعلومات والتنبؤ بالطقس للثقوب السوداء 'وتحميله إلى خدمة ما قبل الطباعة في arXiv - يصرح بأن' لا توجد ثقوب سوداء '.



تحليل: هوكينج: عالم عظيم ، مقامر سيء

ضع في اعتبارك أن نظرية هوكينج الأساسية في تبخير الثقوب السوداء أحدثت ثورة في فهمنا بأن الجاذبية العملاقة ليست خالدة ؛ من خلال شذوذ كمي ، يقومون بتسريب الجسيمات (وبالتالي الكتلة) عبر 'إشعاع هوكينغ' بمرور الوقت. علاوة على ذلك ، يكتشف علماء الفلك طرقًا جديدة ومثيرة لاكتشاف الثقوب السوداء - بل إنهم يعملون على شبكة مقياس تداخل قد تكون قريبًا ، تكون قادرة على تصوير أفق الحدث للثقب الأسود مباشرة !



يتحدث البروفيسور ستيفن هوكينج عن

يتحدث البروفيسور ستيفن هوكينج عن 'لماذا يجب أن نذهب إلى الفضاء' لسلسلة محاضرات ناسا ، 21 أبريل 2008.(رصيد الصورة: NASA / Paul Alers)

هل غير هوكينج رأيه؟ هل الثقوب السوداء مجرد نسج من خيالنا الجماعي؟ فهل كل تلك النظريات الغريبة عن النظريات 'البديلة' للكون صحيحة ؟!



لحسن الحظ لا.

لم يغير ستيفن هوكينج رأيه بشأن الثقب الأسود برمته ، لكنه ألقى بمفارقة فيزيائية معقدة في دائرة الضوء ، وهي مفارقة كانت تقضم قلب الفيزياء النظرية على مدار الثمانية عشر شهرًا الماضية.

جزيئات الثقب الأسود تتسرب



الثقوب السوداء هي مناطق غريبة تكون فيها الجاذبية قوية بما يكفي لثني الضوء وتشوه الفضاء وتشويه الزمن. [انظر كيف تعمل الثقوب السوداء في مخطط المعلومات هذا من موقع ProfoundSpace.org.]

الثقوب السوداء هي مناطق غريبة تكون فيها الجاذبية قوية بما يكفي لثني الضوء وتشوه الفضاء وتشويه الزمن. [انظر كيف تعمل الثقوب السوداء في مخطط المعلومات هذا من موقع ProfoundSpace.org.](رصيد الصورة: كارل تيت ، مساهم في موقع ProfoundSpace.org)

نادي الثقب الأسود للقتال

كل هذا يتلخص في الصراع بين فكرتين أساسيتين في الفيزياء تتحكمان في نسيج الكون ذاته ؛ صراع النسبية العامة وديناميكيات الكم لأينشتاين. ويحدث فقط أن البيئة القاسية داخل وحول الثقب الأسود تشكل 'نادي القتال' المثالي للنظريتين للتخلص منه. ولكن ما هي القاعدة الأولى لنادي قتال الثقب الأسود؟ لا تتحدث عن جدار الحماية ، لئلا تتورط في جدال مع فيزيائي نظري.

فيديو: هوكينج: نحن بحاجة لمغادرة الأرض

في محاضرة معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) في أبريل 2013 ، كان لدى هوكينج وغيره من علماء الفيزياء النظرية البارزين فرصة لوصف المشكلة المطروحة. على سبيل المثال ، وصف كيب ثورن من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا مفارقة جدار الحماية بأنها 'قضية ملحة في الفيزياء النظرية'.

أساس هذه القضية المحترقة هو الشيء الذي يجعل الثقوب السوداء سوداء - ال أفق الحدث . في أبسط أشكاله ، أفق الحدث للثقب الأسود هو النقطة التي لا يستطيع حتى الضوء أن يفلت منها من براثن الجاذبية لتفرّد الثقب الأسود الهائل. إذا لم يتمكن الضوء من الهروب ، فمن المنطقي أنه سيظهر على شكل كرة سوداء في الفضاء. إنه طريق كوني باتجاه واحد: كل شيء يدخل ولا يخرج شيء.

رائد فضاء سيئ الحظ

في عالم النسبية العامة ، بالنسبة لرائد الفضاء الذي كان من سوء حظه أن يسقط باتجاه ثقب أسود ، فإنه لن يلاحظ أي شيء غير مرغوب فيه أثناء مروره عبر أفق الحدث. سيكون حدثًا سلميًا إلى حد ما ، لا دراما. أشار جون بريسكيل ، الفيزيائي من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، في حدث معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا لعام 2013: 'على الرغم من أنك محكوم عليك لاحقًا بالفشل ، وستواجه قوى جاذبية قوية جدًا من شأنها أن تفصل بينكما'. [أغرب الثقوب السوداء في الكون]

ومع ذلك ، فإن الكون الكمومي يتناقض مع فكرة أفق الحدث 'اللا درامية' كما تنبأت النسبية العامة.

في عام 2012 ، كشفت مجموعة من الفيزيائيين برئاسة جوزيف بولشينسكي من جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا اكتشافهم أنه إذا لم تدمر الثقوب السوداء المعلومات حقًا - وهي وجهة نظر يدافع عنها هوكينج نفسه على مضض - ويمكن لتلك المعلومات الهروب من الثقب الأسود عبره. إشعاع هوكينغ يجب أن يكون هناك جحيم مستعر داخل أفق الحدث فقط يطلقون عليه 'جدار الحماية'.

في هذه الحالة ، بدلاً من الوقوع في أفق حدث 'لا دراما' ، يحترق رائد الفضاء غير المحظوظ لدينا قبل أن ينفجر بفعل المد والجزر. هذا هو النقيض التام لـ 'لا دراما' وبالتالي فهو تناقض.

تحليل: الموت بواسطة الثقب الأسود جدار الحماية يجب أن يكون الحرق

هذا التعارض الواضح بين ما تتنبأ به النسبية العامة وما تتنبأ به ديناميكيات الكم - وهما مجالان راسخان جدًا في الفيزياء - هو بالضبط ما يحاول علماء الفيزياء النظرية فهمه. ويبدو أن هذا لكن حالة أخرى لا تلعب فيها الجاذبية وديناميكيات الكم دورًا جيدًا ، الحل الذي قد يغير الطريقة التي ننظر بها إلى الكون.

لذلك ، عندما يكتب هوكينج ، أحد اللاعبين الرئيسيين في الجدل الكبير حول جدار الحماية ، ورقة بحثية قصيرة حول هذا الموضوع (بغض النظر عما إذا كان قد تم نشره أم لا) يلاحظه العالم.

يزيل حل هوكينج للمفارقة أفق الحدث للثقب الأسود ، وبالتالي إزالة التناقض ؛ لا يوجد أفق للحدث ، ولا يوجد جدار حماية. لكن قيل لنا إن جميع الثقوب السوداء لها آفاق حدث - الخط الذي لا يمكنك عبوره أو أن تضيع إلى الأبد داخل الثقب الأسود - ما الذي يعطي؟ [No Escape: How Black Holes Work (Infographic)]

يعتقد هوكينج أن الفكرة وراء أفق الحدث تحتاج إلى إعادة صياغة. بدلاً من أن يكون أفق الحدث خطًا محددًا لا يمكن للضوء أن يهرب بعده ، يستدعي هوكينج 'أفقًا واضحًا' يغير شكله وفقًا لتقلبات الكم داخل الثقب الأسود - إنه يشبه 'المنطقة الرمادية' للفيزياء المتطرفة. لن ينتهك الأفق الواضح النسبية العامة أو الديناميكيات الكمية إذا كانت المنطقة الواقعة خلف الأفق الظاهر عبارة عن فوضى متشابكة وفوضوية للمعلومات.

الأخبار: اتصال عصبي: الثقوب الدودية والعالم الكمي

كتب هوكينج: 'وهكذا ، مثل التنبؤ بالطقس على الأرض ، ستفقد المعلومات فعليًا ، على الرغم من أنه لن يكون هناك فقدان للوحدة'. هذا يعني بشكل أساسي أنه على الرغم من أن المعلومات يمكن أن تهرب من الثقب الأسود ، إلا أن طبيعتها الفوضوية تضمن عدم إمكانية تفسيرها ، وتجنب مفارقة جدار الحماية معًا.

وغني عن القول ، أن هذه الورقة لم تفعل الكثير لإقناع Polchinski. 'يبدو أن (هوكينغ) يستبدل جدار الحماية بجدار فوضوي ، والذي يمكن أن يكون الشيء نفسه ،' أخبر نيو ساينتست .

يصعب فهم الكثير من الجدل النظري ونتيجة حسابات الأحداث المادية التي لا يمكننا تجربتها في حياتنا اليومية. لكن لا تخطئ في هذا النقاش على أنه مجرد حجة عالية في مجتمع الفيزياء النظرية. أسسها متجذرة في الانزعاج المتزايد الذي نشعر به مع عدم تطابق النسبية العامة وديناميكيات الكم (لا سيما الدور الذي تلعبه الجاذبية في عالم الكم) ، وهي مشكلة لا يمكن حلها بفهمنا الحالي للكون.

بعد كل شيء ، هذه المشاكل العلمية هي التي نبني من أجلها مسرعات جسيمات بمليارات الدولارات.

مصدر: أخبار الطبيعة

تم توفير هذه المقالة بواسطة ديسكفري نيوز .