قام فريق من الباحثين من كلية الفيزياء في التخنيون بتطوير ثقب أسود اصطناعي يلعب فيه الصوت دور الضوء. ومن خلال تطوير طريقة لقياس طيف إشعاع هوكينج، وجدوا أن الثقوب السوداء الاصطناعية تبعث بالفعل إشعاعات مشابهة لإشعاع جسم عادي ساخن، كما ذكرت تنبؤات هوكينج.
خلال حياته المهنية كعالم فيزياء نظرية وعالم كونيات، اعتقد الراحل ستيفن هوكينج أن الثقوب السوداء - ظاهرة في الفضاء لها كتلة هائلة وغير مرئية ولها جاذبية قوية لدرجة أنه لا يمكن لأي شيء، ولا حتى الضوء، الهروب من قبضتها العميقة المظلمة - ينبعث منها الإشعاع. يجب أن يكون لإشعاع هوكينج طيف حراري مشابه للإشعاع المنبعث من أي جسم ساخن. يجب أن ترتفع درجة حرارة إشعاع هوكينج بما يتماشى مع درجة الحرارة التي تنبأ بها عالم الفيزياء الفلكية الراحل جاكوب بيكنشتاين.
والآن، قام فريق من الباحثين من كلية الفيزياء في التخنيون بتطوير ثقب أسود اصطناعي يلعب فيه الصوت دور الضوء. ومن خلال تطوير طريقة لقياس طيف إشعاع هوكينج، وجدوا أن الثقوب السوداء الاصطناعية تبعث بالفعل إشعاعًا مشابهًا لجسم ساخن عادي، كما تنبأ هوكينج. مقال يشرح أبحاثهم الرائدة نُشر في عدد 30 مايو 2019 من مجلة Nature.
منذ ما يقرب من أربعة عقود مضت، تم اقتراح نظرية مفادها أنه من الممكن بناء ثقوب سوداء صناعية واستخدامها لقياس فيزياء إشعاع هوكينج، وهو نوع من الإشعاع الحراري، الذي تنبأ بوجوده هوكينج في السبعينيات وهو الآن اسمه من بعده. ومع ذلك، كانت مهمة إنشاء ثقب أسود اصطناعي وإيجاد طرق لقياس طيف إشعاع هوكينج ودرجة حرارته هي التي أدت إلى هذا الاختراق الأخير. وأوضح رئيس فريق البحث البروفيسور جيف شتاينهاور: "إن ثقبنا الأسود الاصطناعي يؤكد الطبيعة الحرارية لإشعاع هوكينج". "بالإضافة إلى ذلك، وجدنا أن درجة الحرارة يتم تحديدها بواسطة الجاذبية الاصطناعية على سطح الثقب الأسود الاصطناعي، وذلك وفقًا لتوقعات هوكينج أيضًا."
يوفر نجاح أبحاثهم مزيدًا من التبصر حول طبيعة الثقوب السوداء، وهي واحدة من أسرار الكون الأقل فهمًا. فكرة وجود جسم في الفضاء له مجالات جاذبية قوية جدًا بحيث لا يمكن للضوء الهروب منها، تم اقتراحها في القرن الثامن عشر. تم تطوير أول نظرية حديثة حول وجود الثقوب السوداء في عام 18، لكنها لم يتم تطويرها بشكل كامل واعتبرت ذات طبيعة رياضية بحتة حتى منتصف الستينيات، عندما ظهرت النظريات بعد فهم آلية انهيار النجوم الضخمة. وعلى الرغم من عدم إمكانية رؤيتها، إلا أنه سرعان ما تم الاتفاق على وجود الثقوب السوداء في معظم المجرات.
وبعد عقد من دراسة الظاهرة والمشكلة، قام فريق الباحثين بتحسين أدواته التجريبية بشكل مطرد على مدى السنوات الثلاث الماضية. ولم يكن الهدف إنشاء ثقوب سوداء صناعية فحسب، بل كان أيضًا تطوير طرق قياس لاختبار تنبؤات هوكينج. للوصول إلى استنتاجاتهم، كرروا تجربة إشعاع هوكينج 7,400 مرة، حيث تم الحصول على ملف تعريف الكثافة لكل "تشغيل"، والذي قام الباحثون بحساب القيم المتوسطة منه.
يقول ستاينهاور: "إن العمل النظري، جنبًا إلى جنب مع بحثنا طويل الأمد حول هذا الموضوع، مكّن من مراقبة إشعاع هوكينج التلقائي في ثقب أسود اصطناعي". "لقد أتاحت لنا التحسينات في نظامنا التجريبي قياس درجات الحرارة في طيف هوكينج ومقارنة درجة الحرارة مع توقعات هوكينج، وفقًا للجاذبية على السطح."
ووفقا للباحثين، فإن درجة الحرارة هذه (كما هو متوقع) تخلق علاقة مثيرة للاهتمام بين نظريات هوكينج ونظريات عالم الفيزياء الفلكية جاكوب بيكنشتاين. وفي عام 1972، قدم بيكنشتاين أيضًا نظرية حول الديناميكا الحرارية للثقوب السوداء. وقال ستاينهاور: "من المثير للدهشة، أنه على الرغم من أن حساباتهم استندت إلى أفكار مختلفة للغاية، إلا أن هوكينج وبيكينشتاين توصلا إلى نفس النتيجة وهي أن درجة الحرارة تتحدد بواسطة الجاذبية على سطح الثقب الأسود". "لقد أكدنا توقعاتهم."
وبينما يلقي اكتشاف علماء الفيزياء في التخنيون الضوء على طبيعة الثقوب السوداء الاصطناعية من خلال قياس طيف الإشعاع المنبعث (يشبه إلى حد كبير الطيف المنبعث من جسم عادي ساخن)، فإن مستويات الإشعاع المنخفضة لا تؤكد نظرية هوكينج فحسب، بل قد تؤدي أيضًا إلى مزيد من البحوث.
وفقًا لشتاينهاور وفريقه، فإن النتائج التي توصلوا إليها توفر أدلة ليس فقط حول طبيعة الثقوب السوداء الحقيقية، ولكن أيضًا حول "مفارقة المعلومات". ووفقا لهوكينج، يحتوي الطيف الإشعاعي والحراري على معلومات قليلة جدًا. هذه الفكرة هي أساس مفارقة المعلومات التي تثير أسئلة مثل: ماذا يحدث للمعلومات التي تقع في ثقب أسود حقيقي؟ هل اختفى من الكون؟ إذا لم يكن كذلك، أين يذهب؟
ووجد الباحثون أن طيف إشعاع هوكينج حراري بالفعل. ولذلك، تظل مفارقة المعلومات دون حل، وسيتعين على الباحثين المستقبليين البحث في أماكن أخرى عن إجابات لحل لغز مفارقة المعلومات.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
- قام العلماء في التخنيون بإنشاء ثقب أسود يلتقط الموجات الصوتية
- حتى الذرات، وليس فقط الإلكترونات، قادرة على المرور عبر الحاجز
- "لقد لفتت مناقشة هوكينج حول الثقوب السوداء الانتباه إلى ضرورة توحيد التعاليم الأساسية في العلوم"
- لم يزعم هوكينج أن الثقوب السوداء غير موجودة، لكن الثقوب السوداء ليس لها أفق حدث
تعليقات 9
هناك الكثير من الثغرات في هذه المقالة لدرجة أنه سيكون من الأفضل عدم كتابتها على الإطلاق - أي ثقب؟ كم حفرة اين صنع؟ وكيف لم يبتلع الأرض؟ ما هو بحق الجحيم ثقب أسود في الموجات الصوتية؟
ناقص:
1. شرح ذلك النظام الصوتي (التداخل الهدام؟ العزل؟ شيء آخر)
2. ارتباطها بالثقوب السوداء
3. إثبات أنه يمكن استنتاج الموجات الضوئية من مثل هذا النظام أصلاً.
ما هو الطيف الحراري؟
"ماذا يحدث للمعلومات التي تقع في ثقب أسود حقيقي؟ هل اختفى من الكون؟ وإذا لم يكن كذلك، أين هو ذاهب؟" - إسرائيل شابيرا فقط هي التي تعرف كيف تجيب على مثل هذه الأسئلة
ولا يتضح من المقال كيف يمكن أن ينشأ إشعاع هوكينج في مجال الموجات الصوتية. جوهر هذا الإشعاع هو أن زوجًا من الجسيمات التي يتم تكوينها باستمرار من الرغوة الكمومية يتم إنشاؤه عندما يتم سحب أحد الشريكين مرة أخرى إلى أفق الحدث بينما يتم سحب الآخر من أفق الحدث. (الخليقة كلها في أفق الحدث). نفس الجسيم الذي يخرج هو إشعاع هوكينج. النظرية هي أنه نتيجة لهذا الإشعاع يفقد الثقب الأسود كتلته وسوف يتبخر في النهاية إذا لم يمتص مواد جديدة من الخارج. ما هو غير واضح من التجربة هو كيف تم إنشاء مثل هذه الحالة لزوج من الجسيمات
أفترض ذلك بناءً على رد رافي وجاي، اللذين ليسا على دراية بالفيزياء الفلكية أو نظرية الكم.
وكقاعدة عامة، اعتاد المنكرون دائمًا على إغراق الموضوع بـ«المعلومات» و«الحقائق» التي لم يتم التحقق منها في أحسن الأحوال.
وبرهانهم ينطبق على المتلقي (القارئ في هذه الحالة) وليس على المرسل (الكاتب). العلم الحقيقي لا يعمل بهذه الطريقة.
علاوة على ذلك: الفيزياء ليست علمًا مطلقًا مثل الرياضيات، على سبيل المثال (وهي، بالمناسبة، اللغة التي تتحدث بها الفيزياء). على سبيل المثال، إذا جاء طالب من مختبر غير معروف غدًا وأثبت أن أينشتاين كان مخطئًا ويمكن تكرار برهانه بشكل متسق ومستقل عن المختبرات الأخرى، فإن عالم الفيزياء سيتغير وفقًا لذلك.
التجربة المعنية هي واحدة من العديد من عمليات المحاكاة والتجارب الفكرية حول هذا الموضوع، حيث أننا اليوم لا نستطيع فعليًا الذهاب واختبار الشعاع في المختبر وسنصبح ثقوبًا سوداء.
نظرية الانقلاب العامة الحل هو أن كل شيء هو العكس. الكون عبارة عن نظام "الفضاء" وهو الموجود و"المادة" وهي الفراغ. ويتم دمجها في أنظمة معقدة. تتكون المادة التي نعرفها من نظام من الفراغ الصغير جدًا داخل المساحة الكاملة. الضوء هو تذبذب في الفضاء. قوة الجاذبية هي قوة الضغط. الحرارة والضوء الإشعاعي البارد يمكن تفسير كل شيء بطريقة معاكسة. وأيضاً الثقب الأسود وعدم قدرة الضوء على الهروب منه والإشعاع عند درجة حرارة السطح.
جميع القوى المعروفة هي تعبيرات عن الديناميكية بين الوجود واللاوجود.
الحل هو أن كل شيء هو العكس. الكون عبارة عن نظام "الفضاء" وهو الموجود و"المادة" وهي الفراغ. ويتم دمجها في أنظمة معقدة. الضوء هو تذبذب في الفضاء. قوة الجاذبية هي قوة الضغط. الحرارة والضوء الإشعاعي البارد يمكن تفسير كل شيء بطريقة معاكسة. وأيضاً الثقب الأسود وعدم قدرة الضوء على الهروب منه والإشعاع عند درجة حرارة السطح
من المقدر لعالم يلعب بالثقوب السوداء الاصطناعية أن يجد نفسه داخل أحدها. لا تحاول إعادة التجربة في المنزل!
هراء كبير... ثقب أسود اصطناعي، تأكيد نظريات هوكينج يتطلب وقتا طويلا لا يمكن فهمه.
احتيال.