الثقوب السوداء. search

فإذا جعلنا بين الوعاءين منفذا لمرور الغازين بينهما فسنجد نهاية المطاف أن تركيبة الغاز في كليهما متطابقة ومستقرة، ولا يمكن العودة تلقائيا إلى الحالة الأولية عندما كان الأكسيجين والهيدروجين منفصلين عن بعضهما وفقا لنظرية هوكينغ، يجب أن تكون مساحة أفق الحدث للثقب الأسود المتكون حديثا بحجم مناطق أفق الحدث للثقبين الأسودين الأصليين مجتمعين على الأقل
وتنص نظرية مساحة الثقب الأسود، التي اشتقها هوكينغ عام 1971 من نظرية النسبية العامة لآينشتاين، على أنه من المستحيل أن تتناقص مساحة سطح الثقب الأسود بمرور الوقت وقد يسمح هذا التأثير للثقوب السوداء بالانكماش، منتهكا قانون المساحة، ولكن فقط على مدى فترات طويلة جدا من الزمن، لذلك لن يؤثر على الاندماج السريع نسبيا للثقوب السوداء التي رصدها مرصد "ليغو"

search

وقسم الباحثون بيانات موجات الجاذبية إلى فترتين زمنيتين، فترة ما قبل الدمج وما بعده، وحساب مساحات سطح الثقوب السوداء كل فترة.

22
search
لهذا الغرض، استخدم الباحثون، بحسب موقع "لايف ساينس" LiveScience العلمي، تموجات في الزمكان يحركها ثقبان أسودان في طور الاندماج لتشكيل ثقب أسود أكبر
search
وحددوا مساحة سطح الثقب الأسود من خلال أفق الحدث، وهو الحد الذي يستحيل عنده لأي جسم مادي الإفلات من الثقب
search
إذن، في المحصلة، هل ستزيد مساحة الثقب أم ستتقلص؟ نظريا -وحسب قانون هوكينغ- فإن الزيادة في مساحة السطح بسبب الكتلة الإضافية ستفوق دائما الانخفاض في مساحة السطح بسبب الدوران الإضافي
وقام الفريق بتحليل البيانات من أولى موجات الجاذبية تم رصدها على الإطلاق، والتي تم اكتشافها عام 2015 بواسطة مرصد مقياس التداخل بالليزر المتقدم لموجات الجاذبية، "ليغو" LIGO وبما أن إنتروبيا الثقب الأسود متناسبة طرديا مع مساحة سطحه، يرى هوكينغ أن هذه المساحة لا يمكن إلا أن تزيد مع الوقت
اشتق هوكينغ نظريته عن الثقوب السوداء عام 1971 من النسبية العامة فليكرز ما هي الإنتروبيا؟ لكي نفهم هذا القانون بشكل مبسط، نفترض أن لدينا وعاءين مغلقين يحتوي كل منهما على غاز معين -الأكسيجين والهيدروجين على سبيل المثال- في نفس الحرارة والضغط وفي هذا العالم الكمي، يمكن أن تحدث أشياء غريبة

search

وهذا المبدأ ينطبق أيضا على الثقوب السوداء التي تلتهم الأجرام التي حولها.

search
لذلك يقول العلماء إن الاضطراب داخل نظام فيزيائي لا يمكن إلا أن يزيد
search
ووجدوا أن مساحة سطح الثقب الأسود المشكل حديثا أكبر من مساحتي الثقبين الأسودين الأوليين مجتمعتين، وهو ما يدعم نظرية هوكينغ
search
أثبت باحثون -في دراسة علمية جديدة- صحة واحدة من أشهر نظريات ستيفن هوكينغ، وذلك باستخدام موجات الجاذبية الناتجة عن اندماج اثنين من الثقوب السوداء البعيدة
لكن، وفي نفس الوقت، يمكن لكتلة هذا الجسم أن تجعل الثقب الأسود يدور بسرعة أكبر، مما يقلل من مساحة السطح
ويبحث الفيزيائيون عن نظرية واحدة جديدة ومحسّنة للجاذبية الكمومية لكن هذا يحتاج إلى إثبات في الواقع

search

لكن العلماء لا يفهمون تماما ما يحدث عندما تلتقي النسبية العامة -التي تنطبق عادة على الأجسام الكبيرة مثل الثقوب السوداء- بميكانيكا الكم التي تنطبق على الأجسام الصغيرة مثل الذرات والجسيمات دون الذرية.

18
search
لكن الأمر يبدو أكثر تعقيدا بالنسبة للثقوب السوداء، فإذا التهم هذا الوحش الكوني جرما ماديا فإنه يكتسب كتلة أكبر، مما يزيد من مساحة سطحه
search
ومن شأن أي فشل للنسبية العامة أن يوجه العلماء في الاتجاه الصحيح لإيجاد تلك النظرية الجديدة
search
الاختبار في المنشورة بدورية "فيزيكال رفيو لترز" Physical Review Letters سعى باحثون من جامعة "ستوني بروك" Stony Brook University ومعهد "فلاتيرون" Flatiron Institute في نيويورك إلى اختبار صحة قانون مساحة سطح الثقوب السوداء الذي وضعه هوكينغ