هوكينج: لقد قدمت مساهمة متواضعة في تطوير مجال علم الكونيات في الأربعين سنة الماضية

بدأ هوكينج زيارته أمام قاعة مليئة بالمراهقين من جميع أنحاء البلاد، وفضل أن يخبرهم عن عمله العلمي

 هوكينج وشريحة من الملصق الملصق على باب مختبره، أمس في متحف العلوم في القدس - الثقوب السوداء خارج الحدود. واليوم لم يعد يعتقد ذلك. الصور مقدمة من السفارة البريطانية في إسرائيل.

الكون هو أروع شيء يمكن استكشافه. ويتجلى ذلك من المحاضرة التي ألقاها ستيفن هوكينج للمراهقين أمس في متحف بلومفيلد للعلوم في القدس. امتلأ المتحف عن آخره بالشباب المتفوقين في العلوم، وبالنسبة لبعضهم، الذين لم يتمكنوا من دخول القاعة، تم العثور على الحل في شكل دائرة فيديو مغلقة في أرضية مدخل المتحف.

ووصل هوكينغ متأخرا بحوالي ساعة، برفقة أعضاء فريقه البحثي ومساعديه الشخصيين بالإضافة إلى الوفد المرافق له الإسرائيلي. وفي بداية محاضرته، قال هوكينج إنه فكر في العمل مع فريد هويل في بداية حياته المهنية. كان هويل واحدًا من أعظم علماء الفيزياء الفلكية في بريطانيا، ولكنه أيضًا أحد آخر المدافعين عن نظرية الحالة المستقرة. ثم قال إنه لحسن الحظ بالنسبة له، لم يكن لدى هويل أي إمكانية لقبول الطلاب وتمت إحالته إلى عالم فيزياء فلكية سويدي لم يكن معروفًا في ذلك الوقت - دينيس سياما، وإلا لكان عليه الدفاع عن هذه النظرية التي، على الرغم من أنها قدمت بعض النبوءات التي يمكن أن لم يكن قادرًا على البقاء على قيد الحياة أبدًا، لأنه يتطلب إنتاجًا مستمرًا للمادة والطاقة، وكانت ميزته الكاملة هي أنه لا يحتاج إلى وقت بداية للكون، وهو الأمر الذي ترك بعد ذلك لنعمة الدين وحده. على أي حال، في ذلك الوقت كان هناك خياران في الفيزياء - علم الكونيات وفيزياء الجسيمات. وقد تم تجميد التوراة الأولى في حفظها منذ ثلاثينيات القرن الماضي وعمل أينشتاين في النسبية العامة، أما التوراة الحية والنشيطة فكانت فيزياء الجسيمات. قرر اختيار علم الكونيات.
 

هوكينج ورئيس متحف العلوم البروفيسور هانوخ جوتفروند

أصبح هوكينج مشهوراً في عالم الفيزياء عندما قدم برهاناً رياضياً لنظرية الانفجار الكبير. أظهرت هذه النظرية أن الكون بأكمله توسع من نقطة مفردة، وهي نقطة صغيرة جدًا من حيث حجمها، ولكن بقوة جاذبية لا نهائية. הוקינג הצליח להוכיח זאת באמצעות טכניקות מתמטיות שפותחו בידי רוג'ר פנרוז (ובין היתר עוררו תמיהה, אמר הוקינג בהרצאתו, בזכות השימוש במילים הבלתי מובנות – זמן מדומה [Imaginery time]. לדבריו זה פשוט עוד ממד של היקום, בדיוק כמו שלושת ממדי המרחב וממד الوقت).
ومع ذلك، فإن تقنيات بنروز لم يتم تطويرها لمعالجة بداية الكون بل للثقوب السوداء. لقد توقع العلماء منذ فترة طويلة أنه إذا انهار نجم كبير بدرجة كافية في نهاية حياته، فإن جميع المواد المتبقية في النجم سوف تنهار إلى نقطة متناهية الصغر ولها جاذبية لا نهائية - نقطة فريدة. أدرك هوكينج أن الكون بأكمله هو في الواقع ثقب أسود في منتصف اللامكان، فبدلاً من أن تنهار المادة إلى نقطة واحدة، بدأ الكون بأكمله عند نقطة واحدة وتوسع ليخلق كل ما نراه حولنا اليوم - من النجوم إلى الكواكب و البشر. أدرك هوكينج أنه للوصول إلى فهم كامل للكون، لا بد له من كشف أسرار الثقوب السوداء.

ووفقا لهوكينج، في العقد التالي، تمت دراسة الموضوع بعمق، وبدأ الفيزيائيون في فهم طبيعة الثقوب السوداء، لكن هوكينج يعتقد أن هناك شيئا مفقودا. كل العمل على الثقوب السوداء حتى تلك اللحظة استخدم فيزياء المقياس الكبير للكون - النسبية العامة وتجاهل فيزياء الأصغر - نظرية الكم. قرر هوكينج الجمع بين هذين الفرعين من الفيزياء، وهو أمر لم يجربه أحد من قبل. لقد طور طريقة جديدة لإجبار فيزياء الكم على العيش بسلام مع نظرية النسبية لأينشتاين في بيئة الجاذبية الهائلة للثقب الأسود. وفي غضون بضعة أشهر توصل إلى نتيجة مثيرة: أظهرت مناراته أن هناك أشياء تخرج من الثقب الأسود. بدا الأمر مستحيلًا، فالشيء الوحيد الذي اعتقد العلماء أنهم يعرفونه عن الثقوب السوداء هو أنه لا شيء، ولا حتى الضوء نفسه، يمكنه الهروب منها. 
"لقد عدت وفحصت المعادلات وكنت مقتنعا بأنني كنت على حق. لقد فهمت أن إشعاعًا معينًا يخرج من الثقب الأسود وهذا ما دفعني إلى فهم أن هذا الإشعاع (سمي لاحقًا بإشعاع هوكينج) يتسبب في تبخر الثقوب السوداء واختفاءها في النهاية".
على الرغم من أن النظرية حول تبخر الثقوب السوداء كانت ثورية، إلا أنها أصبحت مقبولة، لكن هوكينج أدرك حتى ذلك الحين أن عمله كان له آثار جوهرية أكثر بكثير.
في عام 1976 نشر مقالًا في مجلة Physical Review بعنوان "فشل القدرة على التنبؤ أثناء انهيار الجاذبية". في هذه الورقة، أدرك هوكينج أن الثقب الأسود لم يختفي فحسب. وقال إن جميع المعلومات حول ما حدث للرجل الأسود قد اختفت أيضًا. إن استنتاجات هوكينج صحيحة ليس فقط بالنسبة للثقوب السوداء، بل لجميع العمليات الفيزيائية. ولم تعد الفيزياء تربط بين السبب والنتيجة، بل قد تنهار.
ومنذ أن تناول هذا المقال مفارقة المعلومات، أصبح الأمر من أصعب المسائل في الفيزياء. انقسم الفيزيائيون إلى معسكرين - أولئك الذين اعتقدوا أن هوكينج كان مخطئًا وأن المعلومات لا يمكن أن تضيع، والآخرون الذين اعتقدوا أنه يجب إعادة كتابة الفيزياء لتأخذ في الاعتبار عدم الاعتراف بالمعلومات التي كشفها هوكينج. لمدة 20 عاما، كان النقاش محتدما. لم يوافق أي من الطرفين على الاعتراف بالهزيمة حتى ظهرت ورقة كتبها عالم الرياضيات الأرجنتيني الشاب خوان مالدانا. تدعي هذه الدراسة وجود دليل رياضي على ما يحدث داخل الثقوب السوداء، وأظهرت أن المعلومات لا تضيع. ويبدو أن هوكينج في الجانب الخاسر. جلس هوكينج ليكتب مع الباحث الشاب كريس جلفارد، لمحاولة تفنيد مقال مالدينكا. لقد اعتقدوا أنه يمكنهم استخدام نفس التقنيات الرياضية التي استخدمها ميدالكانا لإثبات فقدان المعلومات. ومع ذلك، بعد عامين من العمل، ما زالوا غير قادرين على إثبات نظريتهم.
وفي الوقت نفسه، ساءت حالة هوكينج. أصيب بالتهاب رئوي وتم نقله إلى المستشفى وخشى الأطباء على حياته. بقي هوكينج في المستشفى لأكثر من ثلاثة أشهر، لكن بينما كان الجميع من حوله قلقين على صحته، استمر هوكينج في التفكير، وأخيراً نهض من سريره المريض وأعلن أنه حل المشكلة التي كانت تزعجه طوال الثلاثين الماضية. سنوات ووجدت حلاً لمفارقة المعلومات.
تعافى هوكينج وعاد إلى العمل. ثم، في يوليو 2004، في أحد أهم المؤتمرات في الفيزياء، أصدر هوكينج إعلانًا مثيرًا. وادعى أنه حل مفارقة المعلومات، ولكن لمفاجأة الكثيرين لم يدافع عن اعتقاده الراسخ بأن المعلومات تُفقد في الثقب الأسود. وبدلا من ذلك، قال إنه يستطيع إثبات العكس. ومع ذلك، لا يزال هناك قضاة غير مقتنعين.

"إنه مثل حرق موسوعة. المعلومات موجودة على شكل رماد، لكن من الصعب قراءتها"، قال أمس في مؤتمر أمام الشباب الإسرائيلي.

ووفقا له، فهو سعيد بمساهمته المتواضعة في مجال علم الكونيات الذي تطور خلال الأربعين سنة الماضية. وفي ختام كلامه قرر أن يقول جملة أقل تعليما. وقارن هذه الاكتشافات بنوع "يوريكا" كشيء مشابه في الشعور بالجنس، لكنه يستغرق وقتًا أطول بكثير.

بعد ذلك، أجاب هوكينج على أسئلة ثلاثة من طلاب المدارس الثانوية من جميع أنحاء البلاد، ودعاهم للحضور ومواصلة البحث في مجالات العلوم المختلفة. ردا على سؤال الطالب سليم صباغ 17 سنة من المدرسة المعمدانية في الناصرة، هل يوجد دليل على وجود الانفجار الكبير وهل قوانين الطبيعة السائدة اليوم تشبه الظروف التي كانت سائدة آنذاك، أجاب هوكينج: "إن الافتراض الأساسي للعلم هو أن الكون محكوم بقوانين العلم، والتي يمكن التعبير عنها من خلال المعادلات الرياضية. ويمكن تفسير اختلاف قوانين الطبيعة من مكان إلى آخر بوجود مجال يتغير في المكان والزمان. ومع ذلك، فإن مثل هذا الحقل، إذا كان موجودًا، يجب أن يكون له خصائص يمكننا من خلالها اكتشافه. ولذلك لا يوجد دليل على أن قوانين الطبيعة قد تغيرت.

يوناتان شيلح، 17 سنة، طالب في الصف الثاني عشر في مدرسة ليدي ديفيس في تل أبيب ويدرس الفيزياء المتقدمة في مركز التعليم العلمي في تل أبيب (حمادة): سأل: قبل عامين أعلنتم تراجعكم عن الدراسة. من نظرية كنت تؤيدها لمدة ثلاثين عاما. كيف يكون هذا ممكنا؟ "يزعم الكثير من الناس أن المعلومات تحاول الهروب من الثقب الأسود ولكن ليس لها مخرج. لقد فكرت في هذه المشكلة لمدة ثلاثين عامًا، وأعتقد أن لدي الآن إجابة لهذا السؤال. "العلماء لا يعترفون بالأخطاء بقدر ما ينبغي، لكنهم يعترفون بالأخطاء أكثر من السياسيين."

دافيد بن طوف، طالب في الصف العاشر من يافنه: لماذا اخترت علم الكونيات؟

"قررت البحث في مجال علم الكونيات لأنني أردت إجابات على الأسئلة الكبيرة - من أين أتينا، ولماذا نحن هنا، وأنا أشجع الشباب على أن يفعلوا مثلي. "إن في الوحي شيئًا، عندما تكتشف شيئًا لم يعرفه أحد من قبلك."