تُظهر تجربة فكرية جديدة كيف يمكننا الحصول على معلومات من الثقب الأسود

الثقوب السوداء 1

لطالما كان يُعتقد أن أفق الحدث للثقب الأسود هو حافة الكون المعروف. الثقوب السوداء هي جيوب صغيرة من الفضاء يمكن للمعلومات أن تدخلها ، لكن لا تغادرها أبدًا. يمكننا أن نتعلم عن الثقوب السوداء بشكل غير مباشر ، من خلال النظر إلى تأثيرها على الأجسام غير الموجودة في الثقوب السوداء من حولها ، أو في التشوهات الشديدة في الفضاء بعد أفق الحدث مباشرة ، ولكن كان يُعتقد تقليديًا أن القياس المباشر مستحيل. الآن ، توصل الباحثون إلى للغاية تجربة افتراضية تظهر أنه ، من حيث المبدأ ، قد نكون قادرين على النظر في ثقب أسود بعد كل شيء.

تتمحور الفكرة حول آلية إشعاع هوكينج ، حيث يمكن لنصف زوج من الجسيمات والجسيمات المضادة الهروب من ثقب أسود. يُعتقد أن هذا يحدث لأنه في ظل ظروف الجاذبية الشديدة خارج أفق حدث الثقب الأسود ، يمكن 'تعزيز' أزواج من الجسيمات الافتراضية إلى أزواج من الجسيمات المادية الحقيقية. في جوهرها ، تصبح الاحتمالات الاحتمالية لموقع الجسيمات حقائق ملموسة ، وذلك بفضل إدخال الطاقة من الثقب الأسود. هذا أمر بالغ الأهمية - طاقة أزواج الجسيمات الجديدة هذه من عند الثقب الأسود نفسه ، وخلقها من الناحية النظرية يقلل من كتلة الثقب الأسود بمقدار ضئيل للغاية. لهذا السبب يُشار أحيانًا إلى إشعاع هوكينغ على أنه العملية التي 'تتبخر' الثقوب السوداء من خلالها وتموت في النهاية من خلال عملية بطيئة وبطيئة بطيء فقدان الكتلة.



تجربة الثقب الأسود 2الغالبية العظمى من أزواج المادة والمادة المضادة هذه ستقضي على بعضها البعض على الفور ، لكن نسبة صغيرة سيكون لها بالضبط الموضع والاتجاه المطلوب فصلهما قبل أن يحدث ذلك. يتجه أحد الجسيمات للداخل ، ليمتصه الثقب الأسود ، ويخرج الجسيم الآخر - حيث يمكننا أن نلاحظه. هذه الملاحظات غير مرجحة مع التلسكوبات ، بسبب الضعف الشديد وانخفاض تكرار مثل هذه الانبعاثات ، ولكن من حيث المبدأ ، تشير الرياضيات إلى أنه يجب أن تكون هناك. زعمت بعض التجارب في المعمل أنها تؤكد وجود إشعاع هوكينغ ، ولكن لم يتم قبول أي دليل على نطاق واسع من قبل المجال حتى الآن.



الفكرة الجديدة لعلم آثار الثقب الأسود ، نُشر هذا الأسبوع في قاعدة بيانات Arxiv للأبحاث المفتوحة، تستند إلى حقيقة إضافية مهمة: يجب أن تكون أزواج الجسيمات المضادة ، حتى تلك التي انفصلت عن بعضها إلى مصائر مختلفة بشكل كبير ، متشابكة. ربما يكون التشابك هو الجزء الأكثر حلمًا في فيزياء الكم من قبل مؤلفي الخيال العلمي: يمكن إنشاء أزواج معينة من الجسيمات أو التلاعب بها بحيث ترتبط حالاتها الفيزيائية عبر مسافة مادية غير محدودة ، وبدون نقل فعلي للمعلومات. ما يعنيه هذا هو أن جسيمين متشابكين يمكن أن يؤثروا على بعضهما البعض على الفور ، دون الحاجة إلى إشارة لاجتياز المسافة بينهما بسرعة الضوء 'غير القابلة للكسر'. تواصلهم ، إذا كان الاتصال هو الكلمة الصحيحة لما يجري بينهم ، فلا يمكن اعتراضه ، لأنه في الأساس لا ينتقل من أو إلى أي مكان على الإطلاق.

فنان

انطباع فنان عن الثقب الأسود



هذه خاصية مثيرة للاهتمام على الفور ، في سياق الثقب الأسود ، لأن المشكلة الكاملة في دراستها هي أننا لا نستطيع الحصول على المعلومات - ولكن لا يبدو أن التشابك ينطوي على نقل أي معلومات. لذلك ، إذا كان لدينا جسيمان متشابكان ، أحدهما في الثقب الأسود ، والآخر في الخارج ، فعندئذ يكون لدينا طريق محتمل للتعرف على الثقب الأسود.

المادة المضادة CERN

يعمل الفيزيائيون في CERN وفي أماكن أخرى على فهم المادة المضادة ، والفناء ، والتشابك.

لكن الأمور تصبح أكثر شعراً قليلاً من ذلك. انظر ، مجرد العثور على هذا الجسيم المنفلت من شأنه أن يؤكد وجود إشعاع هوكينغ بشكل عام ، لكنه لا يخبرنا كثيرًا عن القيمة الحقيقية للثقب الأسود الذي أنشأه. من أجل ذلك ، يقول الباحثون إننا سنحتاج إلى المضي قدمًا للقيام بثلاثة أشياء إضافية: قياس 'حالة الدوران' الإجمالية للثقب الأسود نفسه ، وإسقاط فوتون مُقاس مسبقًا فيه ، وأخيراً قياس الثقب الأسود مرة أخرى. يجب أن ينعكس التأثير المعروف لفوتوننا المضاف في حالة الجسيم المنفلت ، نظرًا لأن تشابكه مع الثقب الأسود عبر الجسيم الشريك الملتقط لا يتطلب ضوءًا أو أي معلومات شكلية أخرى لمغادرة الثقب الأسود فعليًا في أي نقطة.



ربما تعلمون.

تعني الطبيعة الافتراضية للغاية لهذه الورقة أن النقطة الأساسية لغير الفيزيائيين عامة جدًا: التشابك غريب ، والثقوب السوداء غريبة ، والتفاعلات بين الاثنين أغرب. أكثر من ذلك ، حقيقة أنه يتعين علينا تصور مثل هذه الإجراءات التجريبية الغريبة فقط لتخيل طريقة ما للتعرف على الظروف الداخلية للثقب الأسود يجب أن توضح مدى قوة هذه التفردات حقًا. قد يكتشف العلماء طريقة للتعرف على الجزء الداخلي من الثقب الأسود ، ولكن إذا فعلوا ذلك ، فسيكون ذلك إنجازًا هائلاً حقًا.

Copyright © كل الحقوق محفوظة | 2007es.com