הוקינג נסוג מעמדתו בנוגע לחורים שחורים

סטיבן הוקינג אומר, שטעה בנוגע לטיעון חשוב שהציג לפני 30 שנה על התנהגותם של חורים שחורים

הפיסיקאי המפורסם כינס מסיבת עיתונאים בינלאומית ביום רביעי כדי לשנות את דעתו, שחורים שחורים הורסים כל דבר, שנופל אליהם. הוא יודיע לכינוס בדבלין, כי הוא מאמין שחורים שחורים עשויים בכל זאת לאפר למידע לזלוג החוצה.

ממצאיו החדשים עשויים לסייע בפתרון “פרדוקס המידע בחורים שחורים”, שממשיך להטריד פיסיקאים בתחום הפיסיקה המודרנית.  פרופסור הוקינג (Hawking) טרם חשף את פרטי המתמטיקה מאחורי רעיונותיו החדשים, אך כמה נושאים דלפו מסמינר שנתן באוניברסיטת קיימברידג'.

גארי גיבונס (Gibbons), גם הוא פיסיקאי מקיימברידג' שנכח בסמינר, אמר שלחורים השחורים שתיאר הוקינג לא היה אופק אירועים מוגדר, שמסתיר כל דבר בתוכם מהעולם החיצוני.  “ייתכן שמה שהוא הציג בסמינר הוא אכן פתרון,” אמר פרופסור גיבונס לכתב העת New Scientist. “אבל אני חושב שעדיין לא נפלה ההחלטה בעניין.”

עבודתו של פרופסור הוקינג היא זו שיצרה את פרדוקס המידע של החור השחור. בשנת 1976 חישב הוקינג, כי ברגע שחור שחור נוצר, הוא מתחיל להקרין אנרגיה ולאבד ממסתו. הקרינה איננה מסגירה מידע על החומר בתוך החור השחור, וברגע שהחור השחור נעלם, כל המידע שבתוכו נעלם עמו.

“פעם חשבו, שברגע שדבר מה נופל לחור שחור, הוא אובד לעד, והמידע היחיד שנותר ממנו הוא מסתו והספין שלו,” אמר הפרופסור, המחזיק בקתדרה למתמטיקה על שם לוקאס בקיימברידג'. “אך לפני כמה זמן גיליתי, שחורים שחורים אינם כה שחורים אחרי הכול. הם פולטים קרינה, שזכתה לכינוי 'קרינת הוקינג'. הודות לקרינה הזאת חורים שחורים יאבדו מסה ולבסוף יתאדו לחלוטין.” “קרינת הוקינג נראתה אקראית וחסרת מאפיינים, כך שנדמה היה שכל המידע על מה שנפל לתוך החור השחור אבד.” אולם, עובדה זו נמצאת בסתירה לחוקי מכניקת הקוואנטים, המתארת את התנהגותו של היקום בגדלים הזעירים ביותר. חוקיה אינם מאפשרים למידע לאבד לחלוטין. “אם ביכולתו של מידע לאבד, יש לכך השלכות מעשיות ופילוסופיות חשובות,” הוסיף הוקינג.

“לא היינו יכולים להיות בטוחים בעבר או לחזות את העתיד בדיוק. אנשים רבים, אפוא, רצו להאמין, שמידע יכול לברוח מהחור השחור, אך הם לא ידעו כיצד הוא עשוי לעשות כן.”

לאורך שנים טען הפיסיקאי, כי שדות גרביטציונים קיצוניים של חורים שחורים מבטלים בדרך כלשהי את החוקים הקוואנטים. כעת, הוא מוותר על הרעיון הזה. החורים השחורים החדשים של פרופסור הוקינג אינם הורסים לחלוטין כל דבר, שנופל אליהם. תחת זאת, הם ממשיכים לפלוט קרינה לתקופות ממושכות, ולבסוף נפתחים וחושפים את המידע, החבוי בתוכם.

“אני חושב על הבעיה הזו במשך 30 שנה, וכעת יש בידי התשובה,” הוא הסביר.

“רק נדמה שהחור השחור נוצר, אך מאוחר יותר הוא נפתח ומשחרר מידע על מה שנפל אליו, כך שאנו יכולים להיות בטוחים בעבר ולחזות את העתיד.”

שינוי העמדה עשוי לעלות לפרופסור הוקינג באנציקלופדיה. הוא והפיסיקאי התיאורטיקן קיפ תורן (Thorne) מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה התערבו על הנושא עם ג'ון פרסקילף גם הוא מקלטק.

הוקנג ותורן אמורים להעניק לפרסקיל אנציקלופדיה לפי בחירתו.
תרגום: דיקלה אורן

 
הוקינג כנראה הפסיד בהתערבות – חורים שחורים גם מוציאים מידע
הפיסיקאי הנודע, סטיבן הוקינג, שכתב את הספר “קיצור תולדות הזמן”, עומד להכריז ביום רביעי הקרוב בכנס בינלאומי בדבלין, על כך שטעה כשקבע באמצע שנות ה-70 ש”מידע” לא יכול לצאת מחוץ לחור שחור. פרטים ראשוניים על הרצאתו ניתנו במסגרת סמינר שהעביר הוקינג באוניברסיטת קיימברידג' בה הוא פועל.

ההצעה הראשונה בדבר קיומם של חורים שחורים הועלתה כבר ב-1783, על ידי האסטרונום האנגלי ג'ון מיטשל, ואולם, איש לא חשב שיש ממש ברעיון שלו שנזנח. למעשה, רק בשנות ה-60 של המאה ה-20 החל הדיון הממשי באפשרות קיומם של חורים שחורים. אחד האנשים שתרמו לחקר הרעיון ולקידומו היה סטיבן הוקינג, אסטרופיסיקאי בעל שם עולמי, שחלה עוד בזמן שהיה סטודנט במחלה ניוונית קשה וחשוכת מרפא (טרשת העמוד הצדי בלשד השדרה או ALS).

על פי התאוריה המקובלת, כשאוזל הדלק הגרעיני שמספק אנרגיה לכוכב, גורמת הכבידה לקריסת חומר הכוכב לתוכו פנימה. במידה ומסת הכוכב גדולה במיוחד (פי 3.5 או יותר ממסת השמש שלנו), נדחס כל החומר של הכוכב לנקודה יחידה שממדיה זערוריים, ומסתה גבוהה מאוד המכונה ייחודיות (singularity) – זהו חור שחור. למרות שאין מדובר בחור של ממש, זכו החורים השחורים לשמם בשל העובדה שדבר לא יכול להימלט או להיפלט מהם, אפילו לא האור, זאת בשל כוח הכבידה העצום שלהם. זו הסיבה שיש המתארים את החורים השחורים כ”שואבי החומר והקרינה” של היקום.

באמצע שנות ה-70 פירסם הוקינג את התאוריה שלו, לפיה קרינה כלשהי בכל זאת מצליחה להימלט מהחור השחור. הקרינה, הידועה בשם “קרינת הוקינג”, היא סוג של דליפת אנרגיה מהחור השחור ולכן, קבע הוקינג, שתוך עשרות ואולי מאות מיליארדי שנים, יתאדו החורים השחורים. הבעיה בתאוריה של הוקינג היא שהקרינה שנפלטת מהחור השחור אינה מכילה “מידע” על הגופים שנבלעו בתוכו. חלק זה בתאוריה מתנגש עם תאוריית הקוונטים, שמתארת כיצד מתנהג החלל והחומר בקנה מידה זעיר, שסותרת טענה זו. התאוריה קובעת שניתן להחזיר כל תהליך לאחור ועל ידי כך לקבוע מה התרחש בתחילתו, גם אם מדובר בגוף מוזר ורב עוצמה כמו חור שחור.

הוקינג לא השתכנע שיש בעיה בתאוריה שלו, ואף התערב עם תאורטיקן בתחום הפיסיקה בשם ג'ון פרסקיל, ממכון Tech Cal שבארה”ב, כי בסופו של דבר יסתבר שהוא צודק. כעת נראה שהוקינג עומד להודות בטעותו. ביום רביעי הקרוב, במסגרת הכנס ה-17 לתורת הייחסות וכוח הכבידה שייערך בדבלין, יישא הוקינג דברים וככל הנראה יסביר כיצד בכל זאת פולט החור השחור “מידע”, שבאמצעותו ניתן לדעת מה נבלע בתוך החור השחור. אחת ההשלכות של התאוריה החדשה עשויה להיות שהחור השחור אינו מאופיין בנקודה המכונה “ייחודיות”.

הפיסיקאי קורט קטלר, שמארגן את הכנס, סיפר בראיון לכתב העת “New Scientist”, כי הוא קיבל פתק מהוקינג שבו הוא כתב “פתרתי את פרדוקס המידע של החור השחור ואני רוצה לדבר על כך”. קטלר הודה כי החליט להיענות לבקשה יוצאת הדופן, וזאת מבלי שראה נייר המסביר על מה הוא עומד לדבר. “אם לומר בכנות, הסתמכתי על המוניטין של הוקינג כשהחלטתי לאשר את בקשתו”, אמר קטלר.

יש לציין כי הוויכוח בין המדענים מתנהל ברמה התאורטית, תוך שהוא נסמך על נוסחאות מתמטיות מורכבות שרק בודדים בעולם מסוגלים להתמודד עמן. הניסיונות להפוך את הוויכוח התאורטי לוויכוח מעשי, נתקל בקשיים בגלל חוסר היכולת המעשית לדמות את המתרחש בתוך חור שחור או בקרבתו. עמיתיו של הוקינג אמרו שבמידה ויסתבר שהוא חוזר בו מעמדתו הקודמת, הוא ייאלץ לרכוש לעמיתו פרסקיל אנציקלופדיה “ממנה ניתן לשלוף מידע מתי שרק רוצים”.

חורים שחורים
איך נוצר חור שחור? חור שחור נוצר כשכוכבים בעלי מסה גדולה במיוחד מסיימים את חייהם בהתפוצצות גדולה, המכונה סופר-נובה, וקורסים לתוך עצמם

מה מקור השם? אפילו אור שנע במהירות של 300 אלף ק”מ בשנייה, אינו מסוגל “לברוח” משדה המשיכה העצום של החור השחור שבולע אותו, ולכן שמו – חור שחור. כדי “לברוח” מכוח המשיכה של כדור הארץ, למשל, יש לנוע במהירות 11.2 ק”מ בשנייה

כמה חורים יש? עד כה התגלו כמה עשרות חורים שחורים ביקום, אחד מהם נמצא במרכזה של גלקסיית “שביל החלב” שבה נמצאת גם מערכת השמש שלנו

הוויכוח: לא ידוע מה קורה לחומר שנשאב לתוך החור השחור, והוויכוח בנושא הוא בעיקרו תאורטי. הוקינג טען בעבר שמהחור השחור נפלטת קרינה המכונה “קרינת הוקינג”, ואולם, היא לא מספקת “מידע” על העצמים שנשאבו לתוכו. כעת ייתכן שיחזור בו.
סופית: הוקינג מודה כי אפילו חורים שחורים פולטים מידע

הוקינג בכנס באירלנד, אתמול. תנודות מאפשרות לקרינה הנפלטת מהחור השחור לייצר “מידע” על אודות החומר שנבלע בתוכו

הפיסיקאי הבריטי סטיבן הוקינג, הסביר אתמול כיצד אפשר לפתור את אחד הפרדוקסים הידועים באסטרופיזיקה: היעלמותו של “מידע” בתוך חור שחור. בכך חזר בו הוקינג מתיאוריה שניסח ב-74', שקבעה כי מידע שנכנס לחור שחור אובד לנצח.

בעבר ביסס הוקינג את הטענה כי חור שחור אינו שחור כל כך, שכן גם הוא פולט קרינה, המכונה “קרינת הוקינג”. קרינה זו תגרום בסופו של תהליך ארוך, שעשוי להימשך עשרות מיליארדי שנים, להתאדותו של החור השחור והיעלמותו. ואולם, מה קרה ל”מידע” על אודות כל העצמים שנבלעו על ידי החור השחור? האם גם “המידע” על אודותם הלך לאיבוד? הוקינג האמין עד לא מכבר שהתשובה חיובית, אלא שעמדה זו ניצבת בניגוד לתורת הקוונטים, הקובעת שמידע לא הולך לאיבוד אלא נשמר בדרך כלשהי.

אתמול, בכנס בינלאומי בדבלין שבאירלנד, הסביר הוקינג כיצד אפשר ליישב את הפרדוקס. לדבריו, תורת הקוונטים אינה מתייחסת לחלקיקים כמו אלקטרונים או אטומים כאל נמצאים במקום אחד. היא מתייחסת להסתברות שאלקטרון או אטום יימצאו בנקודה אחת או אחרת, שכן הם כל הזמן נעים. את אותה הלוגיקה אפשר להפעיל על “סף האירוע” – האזור שמגדיר את טווח השאיבה של חור שחור. גם סף האירוע נע ונד במרחב. התנודות הללו מאפשרות לקרינה הנפלטת מהחור השחור לייצר סוג מסוים של “מידע” על אודות החומר שנבלע בתוכו. כך, לפני שהחור השחור מתאדה, הוא “מספר” מה בא אל קרבו.

לדברי הוקינג, אחת המשמעויות של פתירת הפרדוקס היא שאי אפשר להשתמש בחור שחור כאמצעי לעבור ליקום אחר.