١٠ اوكتوبر ٢٠١٨
المترجم : أبو طه/ عدنان أحمد الحاجي
المقالة رقم ٣٣٦ لسنة ٢٠١٨
التصنيف: علوم الكونيات
Wed 10 Oct 2018
سيبث صوت ستيفن هوكينغ إلى الفضاء عند الوداع الأخير (التشييع)
ستبث رسالة سلام إلى أقرب ثقب أسود عند وضع الفيزيائي هوكينغ في قبره
نشرت ااورقة العلمية الأخيرة لستيفن هوكينج من قبل فيزيائيين عملوا مع عالم الكونيات الراحل في جهوده طوال عمله لفهم ما يحدث للمعلومات عندما تقع الأجسام في الثقوب السوداء.
العمل البحثي الذي يتناول ما أطلق عليه علماء الفيزياء نظرية "مفارقة المعلومات (١)" قد اكتمل في الأيام السابقة لوفاة هوكينغ في مارس من العام الحالي. وقد كتبه حالياً زملاؤه بجامعتي كامبردج وهارفارد ونشروه على الإنترنت (٢).
وقال مالكولم بيري ، أستاذ الفيزياء النظرية في جامعة كمبردج والمؤلف المشارك في الورقة العلمية ، والتي تحمل عنوان انتروبيا الثقب الأسود والشعر الناعم - بلاك هول إنتروبي وسوفت هير. (Black Hole Entropy and Soft Hair) ،تقول إن مفارقة معلومات الثقب الأسود ( ١) كانت "الموضوع الرئيسي الدي اهتم به هوكينغ" لأكثر من ٤٠ عامًا.
أصل اللغز يمكن ارجاعه إلى ألبرت أينشتاين. في عام ١٩١٥ ، نشر أينشتاين نظريته عن النسبية العامة ، العمل البارع الذي وصف كيف تنشأ الجاذبية من تأثيرات احناء الزمكان للمادة، وعليه كان ذلك سبباً لدوران الكواكب حول الشمس. لكن نظرية آينشتاين قدمت تنبؤات مهمة حول الثقوب السوداء أيضًا ، خصوصًا أنه يمكن تحديد الثقب الأسود تمامًا من خلال ثلاث خصائص فقط: كتلته وشحنه وسرعة دورانه.
بعد حوالي ٦٠ عامًا ، أضاف هوكينغ شيئاً إلى الصورة. وقال إن الثقوب السوداء لديها أيضا درجة حرارة. ولأن الأجسام الحارة تفقد الحرارة الى الفضاء ، فإن المصير النهائي للثقب الأسود هو الإضمحلال من الوجود. لكن هذا يطرح مشكلة. قوانين العالم الكمومي تتطلب ألا تُفقد المعلومات أبداً. ما الذي يحدث لجميع المعلومات المحتواة في جسم ما - طبيعة ذرات القمر ، على سبيل المثال - عندما يتردى في الثقب الأسود؟
وقال بيري: "الصعوبة تكمن في أنه إذا رميت شيئًا في ثقب أسود ، فإنه يبدو أنه يختفي". "كيف يمكن استعادة المعلومات الموجودة في هذا الجسم قط إذا كان الثقب الأسود نفسه يختفي ؟"
في أحدث ورقة ، بين هوكينغ وزملاؤه كيف يمكن ربما استبقاء بعض المعلومات على الأقل. لو رميت جسماً في ثقب أسود يتعين على درجة حرارة الثقب الأسود أن تتغير. وكذلك سوف تتغير أيضًا خاصية تسمى الإنتروبيا ، وهي مقياس للاضطراب الداخلي للجسم ، والتي ترتفع كلما ازدادت حرارة الجسم.
يُظهر الفيزيائيون ، بما فيهم ساشا هاكو من جامعة كامبريدج وأندرو سترومنغر من جامعة هارفارد ، أن انتروبيا الثقب الأسود يمكن تسجيلها بالفوتونات التي تحيط بآفق حدث الثقب الأسود ، وهي النقطة التي لا يستطيع الضوء من خلالها الإفلات من القوة الجاذبة الشديدة. يسمون هذا البريق من الفوتونات ب"الشعر الناعم soft hair".
يقول بيري إن هذه الورقة تبين أن الشعر الناعم يمكنه أن يفسر الإنتروبيا. " وتخبرك هذه الورقة أن الشعر الناعم يقوم فعلًا الشيء الصحيح."
إنها ليست نهاية مفارقة المعلومات رغم ذلك. وقال بيري: "لا نعرف أن انتروبيا هوكينغ مسؤولة عن كل ما يمكنك أن ترمي به في ثقب أسود ، لذا فإن هذه خطوة على الطريق" كما يقول بيري. و"نعتقد أنها خطوة جيدة جدًا ، ولكن هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به".
قبل أيام من وفاة هوكينغ ، كان بيري في هارفارد يعمل على الورقة مع سترومينغر Strominger. لم يكن على علم كم كان هوكينج مريضاً لكنه اتصل به ليزوده بآخر ما ما حدث. وقد يكون هذا الإتصال هو آخر تبادل علمي لهوكينغ . "كان الكلام على الهاتف صعباً جداً على" ستيفن " ولذا وُضعت على مكبر الصوت (للتلفون) لأشرح له ما وصلنا إليه. عندما شرحت ذلك ، ابتسم ابتسامة عريضة. أخبرته أننا سنتوصل الى نتيجة ما لكنه كان يعرف النتيجة النهائية ".
ومن بين الأشياء المجهولة التي يجب على بيري وزملاؤه الآن استكشافها كانت عن كيف خُزنت المعلومات المرتبطة بالإنتروبيا مادياً (فيزيائياً) في الشعر الناعم وكيف تخرج تلك المعلومات من الثقب الأسود عندما يضمحل .
وقال بيري: "إذا القيت شيئًا ما في الثقب الأسود ، فهل كل معلومات ذلك الشيء تُخزن في أفق الثقب الأسود؟" "ذلك هو المطلوب لحل مفارقة المعلومات. إذا كان نصفها فقط ، أو ٩٩٪ منها ، فهذا لا يكفي ، فأنت لم تحل مشكلة تناقض المعلومات بعد.
"إنها خطوة على الطريق ، لكنها بالتأكيد ليست الإجابة بأكملها. لدينا ألغاز أقل بقليل مما كان لدينا من قبل ، ولكن هناك بالتأكيد بعض المشاكل المحيرة لا زالت متبقية ".
ماريكا تايلور ، أستاذ الفيزياء النظرية في جامعة ساوثامبتون وطالبة سابقة لهوكينغ ، قالت: "معرفة المصدر الدقيق (المجهري) للإنتروبيا هذه - ما هي الحالات الكمومية الكامنة وراء كون الإنتروبيا هي المسؤولة؟ - كانت واحدة من أكبر التحديات في السنوات الأربعين الماضية.
"تقترح هذه الورقة طريقة لفهم انتروبيا الثقوب السوداء الفيزيائية الفلكية على أساس تماثلات أفق الحدث. على الباحثين أن يضعوا العديد من الافتراضات غير البديهية لذلك فإن الخطوات التالية ستكون لإظهار أن هذه الافتراضات صالحة ".
وقال خوان Juan مالداسينا ، الفيزيائي النظري في كلية آينشتاين ، معهد الدراسات المتقدمة في برينستون: "وجد هوكينغ أن الثقوب السوداء لديها درجة حرارة. بالنسبة للأجسام العادية ، نفهم درجة الحرارة بسبب حركة المكونات الميكروسكوبية للنظام. على سبيل المثال ، درجة حرارة الهواء لها علاقة بحركة الجزيئات: كلما ازدادت حركتها ، كلما كانت الحرارة أعلى.
بالنسبة إلى الثقوب السوداء ، من غير الواضح ما هي تلك المكونات ، وما إذا كان يمكن ربطها بأفق الثقب الأسود. في بعض الأنظمة الفيزيائية التي لها تماثلات خاصة ، يمكن حساب الخواص الحرارية من حيث هذه التماثلات. توضح هذه الورقة أنه بالقرب من أفق الثقب الأسود لدينا واحدة من هذه التماثلات الخاصة ".
تعريف ومصادر من خارج النص :
١-مفارقة معلومات الثقب الاسود هي ظاهرة ملحوظة تنتج بسبب مزج مباديء ميكانيكا الكم مع مباديء النسبية العامة والتي تشير إلى اضمحال المعلومات المادية بشكل تام داخل ثقب أسودوبالتالي، تحليل الحالة المادية إلى حالتها المادية نفسه ،.
كما نقلناه من هhttps://ar.m.wikipedia.org/wiki/مفارقة_معلومات_الثقب_الأسود
٢- https://arxiv.org/abs/1810.01847
المصذر الأساسي
https://www.theguardian.com/science/2018/jun/15/stephen-hawkings-voice-beamed-into-space-final-sendoff-westminster-abbey
للمواضيع المترجمة السابقة يرجى زيارة المدونة على هذا العنوان؛
https://adnan-alhajji.blogspot.com/?m=1
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق