باستخدام تكثيف بوز-آينشتاين، أنشأ العلماء ثقبًا أسودًا للموجات الصوتية. وقد يساعد البحث الجديد العلماء في معرفة المزيد عن الثقوب السوداء المجرية وتأكيد وجود إشعاع هوكينج الذي لم يتم اكتشافه بعد.
لن يؤدي الثقب الأسود الذي أنشأه أحد العلماء في التخنيون إلى تدمير الأرض، لكنه قد يخفف بعض الضوضاء الموجودة على سطحها.
باستخدام تكثيف بوز-آينشتاين، أنشأ العلماء ثقبًا أسودًا للموجات الصوتية. وقد يساعد البحث الجديد العلماء في معرفة المزيد عن الثقوب السوداء المجرية وتأكيد وجود إشعاع هوكينج الذي لم يتم اكتشافه بعد.
אחד המניעים לבניית מאיץ החלקיקים הגדול – LHC, שנמצא ליד ז'נבה, שהופעל בספטמבר האחרון, הוא הרצון לבחון את נכונות השארתו הידועה של סטיבן הוקינג, שטרם הוכחה, לפיה חורים שחורים, חרף הגדרתם כגופים שמימיים שאינם פולטים דבר, מפיצים קרינה, לרבות חלקיקי ضوء. لكن، إذا فشل القائمون على تشغيل مصادم الهادرونات الكبير في العودة إلى العمل سريعا، فمن الممكن العثور على ما يعرف بـ "إشعاع هوكينج" في تجربة أجريت مؤخرا في مختبر بكلية الفيزياء في حيفا.
وقال الدكتور جيف شتاينهاور، رئيس المجموعة البحثية: "الثقب الأسود الصوتي يشبه الثقب الأسود في المجرة لأنه يتم امتصاص الموجات فيه ولا يمكنها الهروب". "الفرق الوحيد هو أننا هنا نستخدم الموجات الصوتية بدلاً من الموجات الضوئية."
من أجل إنشاء الثقب الأسود الصوتي، كان على العلماء أولاً إنشاء تكثيف بوز-آينشتاين - سحابة من الذرات تم تبريدها إلى الصفر المطلق تقريبًا. هذه الذرات تتصرف مثل موجة الضوء. في الواقع، قام العلماء الإسرائيليون بتكوين سحابتين من ذرات الروبيديوم 87، تم تبريدهما إلى بضعة نانو كلفن وفصل بينهما فجوة صغيرة.
الربح هو السر . وهذا الكسب، المعروف باسم "انعكاس الكثافة"، يخلق مساحة ذات كثافة منخفضة للغاية، مما يسمح للذرات بالتحرك بين السحابتين، دون انقطاع، بسرعة تبلغ حوالي ثلاثة ملليمترات في الثانية - أي أكثر من 4 أضعاف سرعة صوت. وهذا انعكاس لأنه على عكس الغلاف الجوي للأرض، حيث تكون السحب أخف من الهواء الموجود تحتها، فإن السحب في تكثيف بوز-آينشتاين أكثر كثافة من الفضاء الموجود تحتها. وبما أن الذرات التي تتحرك بين السحب أسرع من الصوت، فإن أي موجة صوتية تحاول الهروب إلى الخارج ستترك خلفها، ولن تتمكن من تجاوز ما يعرف بـ "أفق الحدث" - اللغة التي تحدد الحدود من الثقب الأسود. "الأمر أشبه بشخص يحاول التحرك ببطء ضد تيار سريع"، بحسب الدكتور شتاينهاور. "تتأخر الموجات الصوتية لأن التيار يتحرك بشكل أسرع من الأمواج".
وشاهد العلماء الثقب الأسود الصوتي لمدة ثمانية مللي ثانية باستخدام الليزر. نظرًا لأنه ثقب أسود صوتي، وليس ثقبًا أسود حقيقيًا، فإن موجات الضوء، التي تنتقل بسرعة أعلى بكثير من الموجات الصوتية، يمكن أن تفلت منه وتسمح بمراقبة الظاهرة.
وفقًا لجيمس أنجلين، الأستاذ في الجامعة التقنية كايزرسلاوترن، يحاول العلماء في ألمانيا والولايات المتحدة وأستراليا إنشاء ثقب أسود صوتي منذ أن وضع الفيزيائي الكندي بيل أونرو نظرية هذه القضية. لكن شتاينهاور وزملائه كانوا أول من قام بالفعل بإحداث مثل هذا الثقب.
يقول أنجلين: "تؤكد تجربة جيف أنه من الممكن بالفعل إنشاء تدفق مستقر أسرع من الصوت في غاز فائق السيولة". "سيعطينا البحث منظورًا جديدًا حول بعض القضايا العميقة المتعلقة بميكانيكا الكم والديناميكا الحرارية والجاذبية."
إشعاع هوكينج، الذي تنبأ به لأول مرة الفيزيائي ستيفن هوكينج في عام 1974، هو إشعاع ينبعث، نظريًا، من منطقة أفق الحدث للثقب الأسود. ووجودها يعني أن المادة يمكنها الهروب من ثقب أسود حقيقي. في مثل هذه الحالة، إذا كانت كمية المادة المقذوفة من الثقب الأسود أكبر من كمية الكتلة الواردة، فإن الثقب الأسود سوف يختفي في النهاية. ورغم الجهود الطويلة والمتعددة، فشل العلماء حتى الآن في إثبات وجود إشعاع هوكينج. ووفقا للنظرية، فإن إشعاع هوكينج أقل قليلا من درجة حرارة إشعاع الخلفية في الفضاء، وبالتالي يصعب اكتشافه.
ويعتزم الدكتور شتاينهاور استخدام الثقب الأسود الصوتي للتأكد من وجود إشعاع هوكينج، والذي كما ذكرنا تم التنبؤ به ولكن لم يتم رصده بعد.
الثقب الأسود الصوتي، الذي يعادل إشعاع هوكينج، عبارة عن سحابة من الفونونات، وهي عبارة عن حزم فضفاضة من الطاقة تتصرف مثل الجسيمات. يمكن بسهولة اكتشاف الفونونات الهاربة من الثقب الأسود، مثل سحابة صغيرة بين السحبتين الكبيرتين لمكثف بوز-آينشتاين، أو بطريقة أكثر صعوبة، مثل سحابة تقع فوق سحابة أخرى. يقول الدكتور ستاينهاور: «إن اكتشاف مثل هذه السحابة الفونونية لن يكون دليلًا قاطعًا على وجود إشعاع هوكينج، لكنه سيضيف دليلًا تجريبيًا على وجوده».
ويضيف: "يتعلق الأمر بفهم القوانين الأساسية للفيزياء". "ليس من الواضح بالنسبة لي مدى فائدة البحث للحياة اليومية، ولكننا كبشر، نريد أن نفهم كيف يعمل الكون."
تعليقات 20
إلبينتزو،
شكر
نيتسان،
الإجابة هي "نعم" و"لا" و"لا أعرف"، اعتمادًا على الطريقة التي تنظر بها إلى الأمر. لنبدأ بالأصح بين الثلاثة - لا نعرف. هناك الكثير مما يمكن قوله عن الثقوب السوداء من الناحية النظرية (من خلال التحليل الرياضي لبنيتها في إطار نظريات الجاذبية المتاحة لنا، وفي المقام الأول النسبية العامة)، ولكن من ناحية الملاحظة فإننا محدودون للغاية. توجد الثقوب السوداء في الفضاء بعيدًا جدًا عنا، وحتى لو كانت قريبة، فهناك مشاكل أساسية في مراقبتها على وجه التحديد بسبب طبيعتها السوداء. لذا، هناك الكثير من الافتراضات والأفكار التي لدينا حول الثقوب السوداء والتي لا يمكننا إثباتها أو دحضها تجريبيًا. هذه هي بالضبط الأهمية الهائلة لإنشاء مثل هذه الثقوب السوداء الصوتية - فهي تسمح لنا بإجراء تجارب في مختبر خاضع للرقابة على أجسام تشبه إلى حد كبير الثقوب السوداء في الفضاء.
الآن، من الناحية النظرية، يبدو أنه عندما تدخل ميكانيكا الكم حيز التنفيذ، تبدأ الثقوب السوداء في إصدار الإشعاع. وبدون المبالغة كثيرًا، فإن هذا الإشعاع هو في الواقع شكل "معالج" للغاية من المادة التي تناولوها قبل الانبعاث. من الصعب بعض الشيء شرح معنى كلمة "معالج"، لكن يمكنك التفكير في الأمر كما لو أن الثقب الأسود عبارة عن خلاط كبير جدًا - ما تضعه هو أيضًا ما يخرج، ولكن سيكون من الصعب جدًا انظر إلى شيء يخرج من الخلاط وقل "آه، كان عبارة عن طماطم وخيار وشريحة خبز أسود وقليل من الملح وربع ملعقة صغيرة من الفلفل الأسود". لذا، إذا وقع شخص ما في ثقب أسود، فمن المحتمل أنه لن يتمكن من الخروج وإخبار تجاربه (وبهذا المعنى فإن الإجابة هي "لا")، ولكن المادة التي شكلته خرجت في النهاية على شكل الإشعاع (وبهذا المعنى فإن الجواب هو "نعم").
وبطبيعة الحال، حتى على الجانب النظري لا يوجد اتفاق كامل فيما يتعلق بسلوك الثقوب السوداء. هناك العديد من الآراء المختلفة، والعديد من النظريات المختلفة، والعديد من التفسيرات المختلفة لكل عملية حسابية أو تجربة فكرية. لكن كل ما قلته حتى الآن يحظى بتوافق الآراء إلى حد ما، حتى لو كان هناك خلاف حول كيفية حدوث ذلك بالضبط.
لم أفهم: "إنه إشعاع منبعث نظريًا من منطقة أفق الحدث للثقب الأسود. ووجودها يعني أن المادة يمكنها الهروب من ثقب أسود حقيقي. "
هل يمكن للمادة حقًا الهروب من الثقب الأسود؟ ليس فقط من منطقة أفق الحدث؟
ومن وصف التجربة حتى الآن ليس واضحا:
1. ما هو المصدر الذي يولد الموجات الصوتية المحبوسة داخل "الثقب الأسود" الصوتي؟
2. أين يتم القياس الذي يؤكد أن الموجات الصوتية محاصرة في "الثقب الأسود" الصوتي ولا تخرج؟
3. ماذا يحدث للموجات الصوتية المحبوسة داخل "الثقب الأسود" عند توقف التجربة؟ هل تم إطلاق الطاقة الصوتية فجأة؟ وبأي طريقة؟
إيال:
تساءلت أيضًا، لكن نظرًا لعدم تحديد الوسيط، افترضت أن هذا هو مصدر الأمر.
عندما تتحدث عن سرعة الصوت فإنك في الواقع تفكر في سرعة الصوت في الهواء.
نحن هنا نتحدث عن سرعة الصوت في الوسط بين السحاب وهي غير محددة (وأنا أميل إلى تفسير الكتاب المقدس على أنها نفس الغاز الذي تكونت منه السحب)
"...بسرعة حوالي ثلاثة ملليمترات في الثانية - أي أكثر من 4 أضعاف سرعة الصوت..."
هل أنا فقط أم أن هناك خطأ فادح هنا.. هل هذا أصل التخنيون؟؟..
يوسي:
أستطيع أن أفهم سبب ربطه بالانتفاخ، لكن هذا لا ينفي التشابه مع الثقب الأسود.
فالأمر كما ذكرنا يتعلق بالخيال وليس بالهوية، فكما لا تستطيع أشعة الضوء الهروب من الثقب الأسود (الذي لن يتوسع)، كذلك لا يمكن للموجات الصوتية الهروب من السحابة (التي لن تتوسع).
لا يتعلق الأمر بكون الموجات الصوتية تهرب من السحابة لكنها غير كافية لتصل إلى المشاهد، وأن تمدد الفضاء يجعلها أبعد وأسرع (وهذا ما حدث في النفخة - موجات الضوء غادرت المصدر باتجاه الوجهة وابتعدوا عن المصدر دون الاقتراب من الوجهة) ولكن عن حقيقة أنهم لا يغادرون السحابة على الإطلاق.
وهذا رابط للخبر الأصلي من التخنيون:
http://www1.technion.ac.il/sites/all/includes/blocks/news-items/090624-bhole/news-item.htm
ليس كل شيء واضحًا بالنسبة لي أيضًا. على سبيل المثال، ليس من الواضح بالنسبة لي كيف ترتبط مسألة الفونونات بأكملها بإشعاع هوكينج، ولكن هذا هو بالضبط السبب الذي يجعلني أقول إن الأمر غير واضح بالنسبة لي. لا أعتقد أنه من المبرر القفز والادعاء بأن هذا غير صحيح.
عذرًا، لكن لا توجد صلة بين الظاهرة الموصوفة هنا وظاهرة استدعاء الرجل الأسود.
ما تم وصفه هنا يشبه إلى حد كبير عملية تضخم الكون في الثواني التي تلت الانفجار الأعظم. تزعم نظرية التضخم أنه في فترة زمنية معينة توسع الكون بسرعة أكبر من سرعة الضوء وهذا هو السبب الذي يجعلنا نرى اليوم بالتلسكوبات لمسافة أكبر مما رأيناه بالأمس أو حتى قبل ساعة. في عملية التضخم، تبتعد عنا بعض المادة الموجودة في الكون (على شكل مجرات وغيرها) بسرعة أكبر بكثير من سرعة الضوء، وبالتالي فإن الضوء الصادر من تلك المادة لم يصل إلينا بعد. في المستقبل، سيصل الضوء وسنكون قادرين على رؤية المجرات الموجودة على مسافة أبعد من تلك التي نراها حاليًا بالتلسكوبات.
لن يتوسع الثقب الأسود، ولن يتمكن الإشعاع الضوئي من الهروب من الثقب الأسود لأنه يحرف الفضاء داخل نفسه. وهذا يعني أن أي شخص يتقدم في خط مستقيم من الثقب الأسود فصاعدًا سيعود دائمًا إلى الثقب الأسود دون أن يتمكن من الهروب. وهذا ليس ما هو موصوف هنا.
ي للرعونة؟ يتعلق الأمر بـ LHC الذي قالوا أنه سيدمر الأرض واو أنا أنتظر بخوف لشهر سبتمبر ماذا سيحدث وأخاف مما يمكن أن تفعله اصطدامات البروتونات وماذا ستكون نتيجة مثل هذه الاصطدامات لأنني قرأت عنها موجود في جميع أنواع المواقع الإنجليزية أن تجربة المسرع يمكن أن تسبب الدمار، اشرح لي ما الذي يحدث في التجربة وما هو الثقب الأسود هذا العام لأنني لا أفهم شيئًا عنه وأنا خائف قليلاً.
كما أنني لم أفهم ما هو هذا الثقب الأسود الصوتي لأنني لم أفهم المقال جيدًا، ما اكتشفوه في التخنيون خطير
وبالنسبة لأولئك الذين لم يفهموا بأنفسهم - فهذا بالطبع مجرد استعارة
بمناسبة الحديث عن الخنازير آها،، نعوم: "اللؤلؤ والفجل للخنازير" خاص لك.
أورين، مايكل
ويبدو لي أن الأفضل بالنسبة لهوجين هو الأخذ بالمقولة:
"لا تتشاجر مع الخنزير أبدًا، فأنت تلين وهو يستمتع بذلك"
انظر كيف "سمعت وانفجرت".. حسنًا، الثقوب السوداء حية-ميتة، حية-ميتة...باحثة عن الغاز.
حقا، من المثير للاهتمام للغاية كيف يعمل الكون!!
ماذا حدث؟شممت رائحة كريهة ولهثت؟؟؟أو سمعت انفجار ثقب أسود ما؟؟؟آها أورين.
مرحبا مرحبا منذ وقت طويل لم نسمع منك ...
"هجين" في هيفكا و حيلة>"الهراء في عصير الطماطم"
نعم أو الجيران...
"الثقب الأسود" في هيفكا وحركاته>"روح شوشار"..
لماذا لن يساعد؟
أعتقد أنه إذا نجح وجعلها تجارية فإن الأمر يستحق ثروة
فكر في روضة أطفال بها مثل هذا الجهاز، وكم من المال سيوافق الآباء على دفع ليالي بلا نوم 😉