ما لا تعرفه عن الثقوب السوداء!

إذا كان معظم الناس يعرفون شيئاً واحداً حول الثقوب السوداء، فهم على الأرجح يعرفون أن لا شيء يمكن الهروب منها، ولا حتى الضوء.

حتى الآن هذا المعتقد حول الثقوب السوداء قد تم تفنيده في الواقع من طرف نظرية ميكانيك الكم، يوضح الفيزيائي النظري إدوارد ويتن من معهد الدراسات المتقدمة في برينستون، نيو جيرسي، في مقال نشر على الانترنت (2 أغسطس2012 ) في مجلة ساينس العلمية .

الثقوب السوداء، في الصورة الكلاسيكية للفيزياء، هي أشياء كثيفة بشكل لا يصدق حيث المكان والزمان مشوهان بحيث لا شيء يمكن أن يهرب من متناول قبضتها الأكثر جاذبية. في مقال آخر في نفس عدد المجلة، الفيزيائي النظري كيب ثورن من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا يصف الثقوب السوداء بأنها “أشياء وُجِدتْ كليّاً و فقط من الزمكان المنحني.”
ومع ذلك تظهر هذه الصورة الأساسية لتُعارض قوانين ميكانيك الكم التي تحكم العناصر الكونية الصغيرة.

“ما تَحصُل عليه من النسبية العامة الكلاسيكية، وأيضا ما يفهمه الجميع حول الثقب الأسود، هو أنه يمكن أن يلتهم أي شيء يأتي بقربه، ولكن لا يمكن أن يبعث أي شيء، لكن ميكانيك الكم لا تسمح له بأن يوجد، “يقول ويتن.

“في ميكانيكا الكم، إذا كان رد الفعل ممكن، فإن مقابل رد الفعل هو أيضا ممكن” يوضح ويتن. يجب أن تكون العمليات معكوسة . وبالتالي، إذا كان شخص ما يمكن ابتلاعه من طرف ثقب أسود لخلق ثقب أسود أثقل قليلا، يجب أن يكون الثقب الأسود الثقيل قادرا على بصق أو طرد الشخص و يصبح الثقب الأسود أخف وزنا قليلا. حتى الآن لا شيء يفترض أن يهرب من الثقوب السوداء.
لحل هذه المعضلة، اتجه الفيزيائيون لفكرة الأنتروبية، لقياس الاضطراب أو العشوائية. قوانين حالة الديناميكا الحرارية التي في العالم المرئي، من المستحيل النقص من انتروبية الكون – بل يمكنها فقط أن تزيد. إذا كان شخص سيقع في الثقب الأسود، الأنتروبية ستكبر. أما إذا كان الشخص سيقفز للخروج منه، فإن الانتروبية العامة ستنقص. لنفس السبب، يمكن للماء ان يتدفق من كوب على الأرض، لكنه لن يتدفق من الارض إلى الكوب.

يبدو هذا المبدأ لتفسير لماذا عملية السقوط في ثقب أسود لا يمكن عكسها، بل و لا ينطبق إلا على المستوى المرئي.

الفيزيائي ستيفن هوكينج طبق ذلك على المستوى المجهري، الميكانيك الكمي، أشياء يمكنها الهروب من الثقوب السوداء. توقع أن الثقوب السوداء سوف تبعث تلقائيا جسيمات في عملية أطلق عليها إسم إشعاع هوكينج . وبالتالي، دحض ميكانيك الكم واحد من المبادئ الأساسية للثقوب السوداء: أن لا شيء يمكن أن يهرب من قبضتها.

“على الرغم من أن ثقب أسود لن يبعث أبدا رائد فضاء أو طاولة أو كرسي، لكن عمليا، يمكنه بالتأكيد أن يبعث جسيمات أولية عادية أو ذرة”، يوضح ويتن.

ومع ذلك، لم يتوصل العلماء بعد لمشاهدة إشعاع هوكينج.

“لسوء الحظ، في الفيزياء الفلكية، الثقوب السوداء المتشكلة من خلال انهيار نجمي أو في مراكز المجرات، هي كبيرة وبعيدة جداً إلى حد كبير عن تفاصيلها المجهرية لتكون ذات صلة”، يضيف ويتن.

ترجمة وتصميم: رضوان تشي

المصدر
http://www.space.com/16867-black-holes-quantum-mechanics-theory.html