בכדי להבין מהי הנחת הצנזורה הקוסמית, ולשם מה היא נחוצה, עלינו ראשית להבהיר שני מושגים: אופק אירועים וסינגולריות כבידתית. כידוע, חור שחור הוא אזור שבו מהירות הבריחה ממנו גדולה ממהירות האור (ולכן בלתי אפשרית). החור השחור הוא איזור ביקום שהוא כל כך דחוס ששום קרינה וחומר לא יכולים להימלט מהכבידה שלו.
סינגולריות ( singularity) מוגדרת כנקודה במרחב-זמן שבה צפיפות החומר היא אינסופית ובהן עיקום המרחב-זמן הנו אינסופי. המפץ הגדול הנו מודל תאורטי שבו ישנה נקודה סינגולרית בתחילתו של הזמן. ישנם גם מודלים קוסמולגיים שעל פיהם קיימת נקודה סינגולרית נוספת שמציינת את קץ הזמן ביקום, היא נקראת "הקריסה הגדולה".
אופק אירועים (Horizon) עבור צופה מסוים, מוגדר למעשה כגבול במרחב-זמן כך שכל האירועים המתרחשים מעבר אליו לא יכולים להשפיע על אותו צופה חיצוני ולמעשה הצופה החיצוני לעולם לא יוכל להבחין בהם. גבול זה הוא מעין מעטפת דמיונית שמקיפה חור שחור. במילים אחרות, אור וכל מידע שהוא לא יגיע לעולם לצופה חיצוני מעברו הפנימי של האופק וכן, כל אובייקט או קרינה הנכנסים אל אופק האירועים ייעלמו מהצופה.
על פי תורת היחסות הכללית, בכל חור שחור פנימה אל תוך אופק האירועים קיימת לפחות נקודה סינוגלרית אחת. כל כוכב שקורס לחור שחור, לבסוף יצור סינגולריות. הסינגולריות שבחור השחור נמצאת בעתידו של כל אובייקט שחצה את אופק האירועים מבחוץ פנימה, או שהיה בתוך אופק האירועים מלכתחילה. אך האם ביקום כל סינגולריות בהכרח מוקפת באופק אירועים מסביבה, אשר מונעת מצופה חיצוני לצפות בה או לחוש בנוכחותה?
אם ישנם ביקום סינוגלריות עירומות, כלומר כאלו שאינן מוקפות באופק אירועים, אנו מגיעים לידי פרדוקס. על פי תורת היחסות הכללית אובייקט שיגיע לסינגולריות, הזמן עבורו ייעצר בסינגולריות, ולכן אם גוף מסוים יגיע לסינגולריות בזמן סופי t אזי שעונו יראה שם רק זמן t משום שעבורו הזמן עצר מלכת. עבור גוף נוסף אחר שמגיע לסינגולריות בזמן מאוחר יותר, בזמן T, שעונו ייעצר מלכת על זמן T. אך כאן מתחיל הפרדוקס. ברגע ששני הגופים הגיעו לסינגולריות, מערכות הייחוס של שניהם מתלכדות. אם שני הגופים נפגשו בנקודה הסינגולרית אז מדוע כל אחד מהם מראה על זמן אחר, t ו T? אם שני הגופים לא נפגשו בנקודה הסינגולרית, אז היכן הגוף הראשון שהיה בנקודה הסינגולרית? על מנת להמנע מפרדוקס שכזה, אנו זקוקים לסוג של "צנזורה קוסמית" שתגן עלינו מפני הסינגולריות העירומה. הנחת הצנזורה הקוסמית מניחה שלא תיתכן סינגולריות עירומה.
יש להעיר, שסינגולריות שלפניה (או אחריה) הזמן לא מוגדר, כמו המפץ הגדול, אינה גורמת לפרדוקס, ואין צורך ב"צנזורה קוסמית" כדי להגן עלינו מפניה. הנחה זו גורסת למעשה שכל נקודה סינגולרית מוסתרת מצופה מרוחק על ידי אופק אירועים, ושמכיוון שכך לא יכולות להתקיים נקודות סינגולריות חשופות דהיינו, "סינגולריות עירומה". ישנה גם גרסה חזקה יותר להנחת הצנזורה הקוסמית: לפיה לא תיתכן (במסגרת תורת היחסות הכללית) קיומה של סינגולריות כלשהי מלבד סינגולריות התחלתית (המפץ הגדול) או סופית (הקריסה הגדולה).
בתוך אופק האירועים תתרחש תנועת חומר אל הסינגולריות. הנחת הצנזורה הקוסמית היא הנחה שלפיה כל סינגולריות כבידתית נמצאת מאחורי אופק אירועים, כלומר בתוך חור שחור.
מאת: חיים ברק
המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
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.
