מאז שנחזה בתיאוריה, חור שחור נחשב לגוף שמושך כל דבר שעובר את אופק המאורעות שלו ולכן שום קרינה אינה נפלטת ממנו.
בשנות ה70 עבודות של יעקוב בקנשטיין וסטיבן הוקינג (Hawking) הראו שייתכן וחורים שחורים דווקא כן פולטים קרינה.

במצב נורמאלי נוצרים בחלל כל הזמן ובאופן ספונטאני ואקראי- זוגות של חלקיק ואנטי חלקיק המאיינים זה את זה ונעלמים. במידה וזוג ייווצר סמוך לאופק המאורעות של חור שחור ואחד מהם יעבור את האופק הרי שהוא לא יוכל להימלט החוצה ובן זוגו יישאר ולא יעלם. בן הזוג הזה ושכמותו מהווים את קרינת הוקינג. מעניין לציין שעל פי חיזוי זה הרי שהאנרגיה שהייתה דרושה ליצירת החלקיק תיגרע מהחור השחור ומסתו תקטן!


תמונה נלקחה מויקיפדיה

מאת: ד"ר מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

3 תגובות

  • הסבר

    פרדוקס המידע של חורים שחורים -

    פרדוקס המידע מעלה את השאלה האם ניתן ללמוד מהקרינה והאנרגיה הנפלטת מהחור השחור אודות המידע שבתוכה?

    כיצד התפתח המודל הרעיוני המציג את פרדוקס המידע:
    ב1974 הוקינג הראה שחורים עוברים תהליך של התכלות, שבמהלכו הם מקרינים אנרגיה ומאבדים מסה. הוא טען כי הקרינה שנפלטת בתהליך אינה מכילה מידע על החומר שבתוך החורים השחורים, וברגע שהחור מתאדה כליל כל המידע אובד.

    אלא שהתיאוריה שלו יצרה את "פרדוקס המידע של החורים השחורים" ומהווה סתירה לתורת הקוונטים שמידע כזה אינו יכול להיעלם.

    הפיסיקאים סברו כי לפחות המידע הבסיסי הקשור לחוקי השימור נשמר בצורה כלשהי, הם הסתמכו על העיקרון שהאנרגיה של החומר (לפי משוואת איינשטיין) משתקפת לעד בהגדלת המסה של החור השחור.
    אם החומר נלכד בעת שהקיף את החור, התנע הזוויתי המשויך לתנועתו זו מתווסף לתנע הזוויתי של החור השחור.
    המסה של חור שחור וגם התנע הזוויתי שלו ניתנים למדידה מתוך השפעותיהם על המרחב-זמן שמסביב לחור. בדרך זו מקיימים חורים שחורים את חוקי השימור של המסה ושל התנע הזוויתי. אבל דומה שהם מפירים חוק יסודי אחר, החוק השני של התרמודינמיקה.

    לפי החוק השני של התרמודינמיקה -המידע של מערכת אינו יכול לקטון , כלומר האנטרופיה של מערכת פיזיקלית מבודדת אינה יכולה לקטון לעולם. (הפיזיקאי וילר טען שכאשר חומר נעלם בתוך חור שחור האנטרופיה שלו אובדת לנצח.)

    ב-1970, פיזיקאים ביניהם: פנרוז, פלויד והוקינג הראו בנפרד כי בתהליכים שונים, כגון התמזגות חורים שחורים, השטח הכולל של אופקי האירועים אינו פוחת לעולם- כלומר נטיית האנטרופיה היא לגדול. לפיכך, החוק השני של התרמודינמיקה חל על האנטרופיה של חורים שחורים.

    ב-1972 העלה בקנשטיין את הרעיון שלחור שחור יש אנטרופיה שערכה עומד ביחס ישר לשטח הפנים של אופק האירועים שלו .
    בקנשטיין הוא זה שקישר בין אנטרופיה לבין אופק האירועים של חור שחור, לפי קביעתו לחור שחור אפשר לייחס אנטרופיה שגודלה פרופורציונלי לשטח פני אופק האירועים שלו- כלומר, האנטרופיה של חור שחור אינה עומדת ביחס ישר לנפח שלו אלא ביחס ישר לשטח הפנים של אופק האירועים שלו שהוא בעצם שטח הפנים של החור השחור.
    (האנטרופיה של מערכות פיזיקליות עומדת ביחס ישר לנפח שלהן וגודלו של חור שחור עומד ביחס ישר למסה שלו).

    ב-1974 כאשר הוכיח הוקינג כי חור שחור פולט באופן ספונטני קרינה, תהליך קרינה זה שתיאר הוקינג איפשר לפיזיקאים לקבוע את היחס בין האנטרופיה של חור שחור לבין שטח האופק: האנטרופיה של חור שחור היא בדיוק רבע משטחו של אופק האירועים הנמדד ביחידות של שטח פלנק. (אורך פלנק הוא קנה המידה היסודי לאורך בתורת הכבידה הקוואנטית.)

    ובשנת 1996 הראו הפיזיקאים: סטרומינג'ר וק. ואפה כי בחורים שחורים מסוג מסוים ישנה התאמה בין האנטרופיה לבין החומר שבתוך החור השחור אם ההנחה היא שהוא עשוי ממיתרים.
    גם בשנת 2004 הוכיחו פיזיקאים נוספים (שיוצגו ע"י ס. מתור) כי אם החור השחור מורכב ממיתרים, אז המידע על החומר הנבלע בחור השחור אינו נעלם.

    הוקינג הציג את עמדתו החדשה (2004) והוכיח כי אופק האירועים אינו משטח סטטי, אלא יש בו תנודות קוונטיות הנוצרות ע"י החלקיקים החוצים את המשטח והמידע נשמר על פני אופק האירועים. גוף הנופל לחור השחור יכול לחולל הפרעה בשדה הקרינה שהחור השחור פולט וע"י כך המידע חוזר בתוך הקרינה הנפלטת. (גלית)

  • עד

  • מאיר ברק

    הוקינג ופועלו

    סטיבן הוקינג התפרסם לא מעט בגלל מחלתו והעובדה שלמרות זאת הוא ממשיך לעבוד וכן בעקבות ספקי מדע פופולארי אותם הוא פרסם בתחום האסטרופיסיקה (הידוע יותר- קיצור תולדות הזמן).

    הוקינג עוסק לא מעט בתחום החורים השחורים והוא זה שגילה (1975) שחורים שחורים פולטים קרינה מאופק האירועים שלהם (נקראה על שמו- קרינת הוקינג) ושבתנאים מסוימים חור שחור יכול להתנדף ולהיעלם. תחום זה הוביל אותו לעסוק גם במקור היקום (תיאורית המפץ הגדול) והם הוא יסתיים בקריסה הגדולה או שימשיך להימתח לנצח.

    תחום נוסף בו הוקינג עוסק הוא בניסיון ליצור "תיאוריה מאוחדת" שתאחד את הכבידה ם הכוח האלקטרומגנטי והכוח הגרעיני החזק והחלש.

    קישורים:
    האם חור שחור יכול להתנדף?
    http://www.weizmann.ac.il/zemed/net_activities.php?cat=1450&incat=1412&a...

    על התיאוריה המאוחדת.
    http://www.weizmann.ac.il/zemed/net_activities.php?cat=1446&incat=1412&a...