בכך הוא מקווה לפתור את בעיית “פרדוקס המידע”
אתר החדשות של המגזין נייצ’ר הודיע כי חורים שחורים אינם קיימים. טענה זו נאמרה על ידי לא אחר מאשר סטיבן הוקינג , אז האם זה אומר שאין יותר חורים שחורים? תלוי אם הרעיון החדש של הוקינג נכון , ותלוי גם למה מתכוונים כשאומרים חור שחור. הטענה מתבססת על מאמר חדש של הוקינג שטוען כי אופק האירועים של חור שחור אינו קיים.
אופק האירועים של חור שחור הוא בעצם נקודת האל חזור כאשר מתקרבים לחור שחור. לפי תורת היחסות הכללית של איינשטיין, אופק האירועים הוא המקום שבו המרחב והזמן מעוותים על ידי כוח הכבידה עד כדי כך שלא ניתן עוד לברוח ולחצות את אופק האירועים. משלב זה ניתן לנוע פנימה בלבד, לעולם לא כלפי חוץ. הבעיה עם אופק האירועים החד כיווני הוא שקיומו מוביל למה שמכונה פרדוקס המידע.
מקורו של הפרדוקס בתרמודינאמיקה , ובמיוחד בחוק השני של התרמודינאמיקה . בצורתו הפשוטה ביותר ניתן לסכם ” זרימת חום מעצמים חמים לעצמים קרים” . אבל החוק הוא שימושי יותר כשהוא בא לידי ביטוי במונחים של אנטרופיה. בדרך זו האנטרופיה של מערכת לא יכולה לרדת.
אנטרופיה מתבטאת ברמת המידע הנדרשת כדי לתאר מערכת. מערכת מסודרת (נניח, גולות מחולקת באופן שווה ברשת) היא קלה לתיאור , כי מדובר בעצמים יחסית פשוטים במרחק אחיד זה מזה. מצד השני ,מערכת מופרעת (גולות מפוזרות באופן אקראי) דורשת יותר מידע לצורך תיאורה, כי אין פה דפוס פשוט. לכן, כאשר החוק השני אומר שהאנטרופיה אינה יכולה לרדת, המשמעות היא שהמידע הפיזי של מערכת לא יכול לרדת. במילים אחרות, מידע לא יכול להיהרס.
הבעיה עם אופקי אירוע היא שאתה יכול לזרוק עצם ולהוסיף מידה רבה של אנטרופיה לתוך חור שחור , והאנטרופיה פשוט צחל משם. במילים אחרות, האנטרופיה של היקום קטנה יותר, דבר שעלול להפר את החוק השני של התרמודינאמיקה . כמובן שזה אינו לוקח בחשבון אפקטים קוונטיים , במיוחד מה שמכונה קרינת הוקינג, אשר סטיבן הוקינג הציע לראשונה בשנת 1974.
הרעיון המקורי של קרינת הוקינג , נובע מהעיקרון אי הוודאות בתורת הקוואנטים . בתורת הקוואנטים יש גבול לידע על עצם. למשל אי אפשר לדעת מהי האנרגיה המדויקת של עצם. בגלל חוסר הוודאות הזה , האנרגיה של מערכת יכולה להשתנות באופן ספונטני , כל עוד הממוצע שלה נשאר קבוע . הוקינג הוכיח הוא שבקרבת אופק האירועים של חור שחור יכולים להופיע זוגות חלקיקים כאשר חלקיק אחד נלכד בתוך אופק האירועים (וגורמת להפחה קטנה במסתם של החורים השחורים) ואילו החלקיק השני יכול לברוח בצורת קרינה.
מכיוון שחלקיקים קוונטיים אלה מופיעים בזוגות , הם ” מסתבכים ” (מחוברים בצורה קוונטית) .החלקיקים הופיעו באופן אקראי , ולכן הקרינה שיוצאת מהחור השחור הייתה אקראית לחלוטין . כך קרינת הוקינג לא תאפשר לשחזר כל מידע לכוד.
כדי לאפשר לקרינת הוקינג לשאת מידע אל מחוץ לחור השחור ,החיבור הסבוך בין זוגות חלקיקים חייב להשבר באופק האירועים. שבירה זו של ההסתבכות המקורית גורמת לכך שהחלקיקים הבורחים יפעלו כחומת אש חזקה על פני השטח של אופק האירועים . זה אומר שכל מה שנופל לכיוון החור השחור לא נכנס לתוכו אלא מתאדה על ידי קרינת הוקינג כאשר הוא הגיע לאופק האירועים .
במחקר חדש זה , הוקינג מציע גישה שונה. לטענתו, התנודות הקוונטיות של קרינת הוקינג יוצרות שכבת מערבולת באזור זה. אז במקום אופק אירועים חד כיווני אנו מקבלים מה שנראה לעין כמו אופק אירועים אך מאפשר למידע לדלוף החוצה . הוקינג טוען כי המערבולת תגרום לכך שהמידע העוזב את החור השחור יהיה כל כך מעורבל ויהיה יעיל להשיבו.
אם סטיבן הוקינג צודק, אז הדבר יכול לפתור את פרדוקס המידע/חומת אש אשר הטרידה את אנשי הפיסיקה התיאורטית. חורים שחורים עדיין קיימים במובן האסטרופיזי (החור השחור במרכז הגלקסיה שלנו לא הולך לשום מקום), אבל הם היו חסרי אופקי אירועים. יודגש כי המאמר של הוקינג לא עבר ביקורת עמיתים , ועדיין חסרים בו פרטים. מדובר יותר בהצגה של רעיון ולא פתרון מפורט לפרדוקס. מחקר נוסף יידרש כדי לקבוע אם הרעיון הזה הוא הפתרון שאנחנו מחפשים.
54 תגובות
רק למען הסדר הטוב:
טענתי היא שקיימת העברת מידע מיידית בין חלקיקים שזורים – המידע על מצב ספין האלקטרון או קיטוב הפוטון – אך העברת מידע זו אינה סותרת או “מאתגרת” את היחסות.
הדבר היחיד שאותו שזירה מאתגרת היא טענתו כביכול של איינשטיין כאילו אי לוקליות בשזירה קוואנטית עומדת בסתירה ליחסות, כיוון שהיא מחייבת העברת מידע מהר מן האור. אי לוקליות קיימת, מידע עובר מהר מן האור, אך אין בכך סתירה ליחסות, כפי שהסביר בוהר בהמשך המאמר ממנו ציטט שמוליק.
והתמיהה היא: מדוע טען איינשטיין שקיים פרדוקס – פרדוקס EPR – אם פרדוקס זה אינו קיים? האם צריך את בוהר כדי להסביר לו נקודה טריוויאלית זו?
או שאולי המאסטרו ראה משהו שאנו מפספסים?
אתחיל בהתנצלות – אינני עוסק מרבית ימי בנושאים הקשורים בקוונטים ולכן ידיעותי בנושא מוגבלות לידע של סטודנט לתואר ראשון + עוד קצת.
לגופו של עניין,
אני נוטה לקבל את עמדתו של ישראל. פרשנות קופנהגן, קרי הפרשנות לפיה חלקיקים הנמצאים בסופרפוזיציה ואז ברגע אחד קורסים בו זמנית ובכל זאת שום אינפורמציה לא עוברת כי בעצם כלום לא היה ידוע, מרגיש לי כמו התחמקות שבקושי רב יוצאת זכאית מחמת הספק בבית המשפט של תורת היחסות. חמור מזה, בשביל התיאוריה הצולעת הזו מוותרים על הדטרמיניזם שבמדע כמו פיזיקה הדבר נראה לי כאבסורד והוא אכן יוצר אינספור פרדוקסים לוגיים שמקורם בסופו של דבר בזה שהמדידה מקבלת תפקיד קדוש ואיש לא יודע איך היא נכנסת למשוואה. לדעתי פרשנות פרדוקסלית כזו יש לקבל רק עם ממש אין ברירה ולצערי יש לי רושם (וזהו תיאור ששמעתי ממישהו ולצערי איני זוכר ממי) שחלק ניכר מהפיזיקאים העוסקים בתחום התאהבו באבסורדיות של תורת הקוונטים והם משמרים אותה בקנאות דתית (מרבית הפיזיקאים אגב, פשוט מתעלמים מהבעיה ופותרים דברים כמו שהם יודעים בלי להעסיק עצמם במה בדיוק זה אומר).
השאלה היא כמובן האם יש אופציה אחרת וכנראה שהתשובה חיובית. קיימים מספר פורמליזמים אחרים אשר נותנים את אותן תוצאות ניסיוניות אך הן חולקות על פרשנות קופנהגן. המוכרת שבהם היא המכניקה הבוהמית שפיתח הפיסיקאי דייויד בוהם (ההוא מאהרונוב בוהם). ע”פ תיאוריה זו ניתן להסביר את מלוא התוצאות של הפיזיקה הקלאסית והקוונטית, ע”י הנחת קיומו של “פוטנציאל הקוונטי”. מתמטית ניתן לקבל את הפוטנציאל הזה בדרך די טבעית ע”י הצבת {Re^{iS/hbar במשוואת שרדינגר כאשר S היא הפעולה הקלאסית ו-R הוא הפוטנצאל הקוונטי. בדרך זו מקבלים באופן טבעי את משוואת המילטון-יעקובי המתארת את ההתנהגות הקלאסית של חלקיק אשר כוללת רכיב נוסף הנוגע לפוטנציאל הקוונטי והשואף ל-0 בגבול הקלאסי. ע”פ תומכי התיאוריה, היא מסבירה את התוצאות הקוונטיות במלואן והיא דטרמינסטית לחלוטין – אין חתולים חצי חיים וחצי מתים ומדידות שלא ברור מהן.
אז למה לא כולם מאמינים בזה?
לתומכי הרעיון יש הרבה סיבות לא פיזיקאליות – בוהם היה קומניסט בשנות ה-50, ובוהר דיקטטור וכיוב’. ייתכן שיש בזה משהו, אבל עדיין אני חושב שיש שתי סיבות מרכזיות: פיזיקאלית ומתודלוגית.
– הסיבה הפיזיקאלית היא כי הפוטנציאל הקוונטי אינו מציית לתורת היחסות הפרטית – קרי הוא מתפשט במהירות אינסופית… זה כמובן מאד מלוכלך ומאד בעייתי. מצד שני, כפי שציינתי אני לא באמת חושב שפרשנות קופנהגן באמת מציגה פתרון לוקאלי – גם אצלה הלוקאליות לכאורה מבוססת על שקר והוקוס פוקוס. אז אם ממילא מוותרים על לוקאליות בגבול הקוונטי, אני כבר לפחות מעדיף שהתורה תמשיך להיות דטרמינסטית.
– הסיבה המתודולוגית היא כי התורה הזו לא הציגה שום תוצאה חדשה, היא רק הוכחה כשקולה לפרשנות קופנהגן. מבחינה זו יש כאן יתרון היסטורי לפרשנות הישנה, פשוט כי היא זו שכבר התקבלה ועל החדשה מוטלת חובת ההוכחה.
אז מי צודק,
נחכה ונראה. התקווה שלי היא שיקום בל חדש שיצליח למצוא מן “אי שוויון בל” אשר יאפשר להבדיל בין פרשנות קופנהגן, לפרשנות הבוהמית ולפרשנויות אחרות.
צבי,
יש לי שאלה לגבי השזירה, מויכוח משרשור אחר: https://www.hayadan.org.il/what-asimov-planed-for-the-negev-in-2014-2712137/comment-page-15/#comment-473251
ישראל שפירא מאתגר את תורת היחסות בפרדוקס שהוא מציג שם ובין היתר הוא התדיין איתי לגבי נושא השזירה. טענתו היא פשוטה: הוא טוען שהשזירה מתרחשת בזמן אפס אחרת הוא שואל, מה עוד יכול להיות. אני הגבתי שפתרון לשזירה יכול להיות לפי גישתו של נילס בוהר (ציטטתי ממאמר שפורסם ב- “הארץ” של פרופסור בן ישראל): http://www.haaretz.co.il/odyssey/1.2226918. להלן הציטוט:
“תשובתו של בוהר לטיעון של איינשטיין פודולסקי ורוזן פורסמה בגיליון הבא (מס’ 48) של העיתון שבו פורסם המאמר המקורי (Physical Review). תשובתו של בוהר היא ארוכה ומפורטת ומכילה שני חלקים. חלק אחד עוסק ב”תרגום” הטיעון של איינשטיין לשפת הפיזיקאים על ידי מערך ניסוי מעשי שבו ניתן לבצע מדידות מהסוג המתואר ב-EPR. בוהר מנתח את טענות EPR באמצעות מערך הניסוי הזה ומראה מדוע הקביעות של תורת הקוונטים מתיישבות עם השכל הישר (הפיזיקאי) ואינן “תמוהות”. הוא מסביר גם מדוע אין צורך בשבירה של עקרון היחסות ומדוע אין פה סתירה לתורת היחסות. חלק זה הוא קל יחסית להבנה והתקבל על ידי קהילת הפיזיקאים בעולם כתשובה טובה לטיעון של EPR. החלק השני הוא “פילוסופי” באופיו ובו חוזר בוהר על עקרון הקומפלמנטריות שלו ועל הרעיון של יחסיות הגדלים הפיזיקליים למערך הניסוי. לטענתו, תיאור מלא של המציאות צריך להינתן על ידי סדרה משלימה של גדלים אשר אינם מתקיימים ביחד אף פעם. חלק זה הוא קשה להבנה, ולמעשה אפשר לקבוע כי במשך שנים רבות הוא נותר סתום ובלתי מובן לפיזיקאים רבים. אפילו איינשטיין עצמו, במכתב תגובה שכתב לשרדינגר, מודה כי אינו מבין את רעיון הקומפלמנטריות.
לפי הניתוח של בוהר אין לנו פה עניין עם העברה “מסתורית” של מידע מחלקיק אחד לחלקיק אחר. מה שקובע אם כך שבמערך ניסוי אחד אפשר לדבר על מקומו של החלקיק השני ואילו במערך ניסוי אחר על מהירותו, אינו אלא הצורה שבה בנינו את הניסוי.”
כתבתי גם שפתרון אקזוטי (נלקח מויקיפדיה: http://en.wikipedia.org/wiki/Wheeler%27s_delayed_choice_experiment) לבעיית שני החריצים יכולה להיות שהפוטון יכול לראות קדימה לעתיד או לשנות את העבר (אולי מתבסס על עבודתו של יקיר אהרונוב) ואם זהו הפתרון, מדוע לא בשזירה.
מה דעתך בנושא?
נקודה, כמובן שיכול להיות שאתה צודק ושאף אחד לא יודע מה קורה מעבר לאופק האירועים. אבל הפיזיקה מבוססת כל הזמן על אקסרפולציה של מה שכן רואים אל התחום שבו לא רואים. היחסות הכללית נבחנה המון פעמים ובינתיים אין אף ניסוי שלא מסכים איתה.
באשר לסביבת האופק של חור שחור אמנם אי אפשר בינתיים (וכנראה למשך כל ימי חיינו) לערוך ניסויים המדמים נכון מה קורה על שפת חור שחור, אך ישנן ראיות תצפיתיות התומכות בפרדיקציות באשר למה שמתרחש בסדרי גודל של פחות מרדיוס שוורשילד אחד מהאופק (ספקטרום הפליטה של דיסקאות ספיחה לחור שחור מסכים נפלא עם תורת היחסות).
לכן עד שאין סיבה טובה להניח שתורת היחסות שגויה ומתארת לא נכון חור שחור (גוף שהיא בעצמה ניבתה הרבה לפני שהתברר כקיים) אין סיבה לעשות כן – במרכז החור השחור ידוע מזה שנים שהפיזיקה של תורת היחסות לא נכונה וכולם מכירים בזה. עכשיו השאלה היא האם כל סיפור “חומת האש” אומר שאנחנו לא מבינים נכון מה קורה על האופק של חור שחור. בהקשר הזה חשוב להדגיש כי אפילו מצדדי הרעיון הקיצוניים ביותר אינם טוענים שזה מפריע במשהו לאופק של חור שחור מציאותי מהסוגים המוכרים לנו, לחור שחור כזה יהיה אופק נורמלי לגמרי, לא סינגולארי, בדיוק כמו שמצפה תורת היחסות. רק בחורים שחורים שגילם גדול בהרבה ממליארדי מליארדי פעמים גיל היקום יתחילו בעיות האופק האלו להופיע.
ולגבי חור שחור טעון חשמלית, מה רע בזה? זוהי תוצאה של “משפט האין שיער” והיא נראיית לי סבירה מאד:
סביר שמטענים המשפיעים לטווח ארוך ישרדו נפילה לחור שחור וכך הכוחות הפועלים על חלקיק טעון מרוחק לא ישתנו ברגע בעקבות זה שחלקיק אחר שהוא מעולם לא פגש ושאינו קשור אליו נפל לחור שחור. בכל מקרה, אם זה מפריע לך זכור כי לכך שלחורים שחורים יש תנ”ז יש תוצאות מוזרות בהרבה ולאלה תמיכות תצפיתיות רבות.
ניסים,
אין לי ויכוח, אתה הצהרת על חוק פיסיקלי מאד בסיסי “שמירת מידע” והייתי רוצה
שתסביר את הטענה הזו. האם החוק הוא כל כך בסיסי שהוא תקף רק לחורים
שחורים? האם הוא תקף רק למערכות קוונטיות? אם החוק כל כך בסיסי היינו מצפים
לראות אותו מתקיים במערכות קלסיות ובם ביום יום, הלא כן?
בנוסף כאשר אתה אומר משהו ראוי לעמוד מאחוריו, זו הגישה המדעית, הגישה
הדתית מסתמכת על דברי רבנים כעדות לנכונות הדברים.
האמירה שהמטען החשמלי נשמר גם בחור שחור ידועה.
אבל עכשיו פתאום זה נשמע לי מוזר. האם זה אומר שחור שחור עם מטען לא אפס משרה סביבו שדה חשמלי?
צבי, הניתוחים של מה שקורה מעבר לאופק האירועים אינם מבוססים על שום ניסוי. אין שום דבר שמוכיח שתורת היחסות בכלל נכונה למצבי קיצון שבאופק האירועים ובטח שאין מה לדבר על מה שיש מעבר לו.
זה גם נראה שתורת היחסות לא יכולה להיות נכונה שם כי היא מבוססת על הנחות שקילות טהורות (שהן מסתבר נכונות במאקרו של היקום), בעוד שהפיסיקה של היקום היא הרבה יותר נפתולית מזה.
אהוד
קרא:
Entanglement, Information, and the Interpretation of Quantum Mechanics של גרג ייגר
Information conservation is fundamental: recovering the lost information in Hawking radiation של
Baocheng Zhang, Qing-yu Cai, Ming-sheng Zhan, and Li You,
The information interpretation of quantum mechanics של Karl Svozil
The Black Hole War של לנארד סוסקינד.
הויכוח שלך איתם, לא איתי.
אהוד,
לגבי שינוי מספר החלקיקים, אני לא חושב שזה צריך להטריד שכן בהרבה תהליכים באנרגיית גבוהות משתנה מספר החלקיקים. בכל מקרה, אני מבין מה אתה אומר, כבר מזמן תהיתי למה המטען החשמלי נשמר אך מטענים אחרים (נניח המספר הבריוני או הלפטוני) לא – אני חושב שהטענה היא כי הם קצרי טווח ולכן לא נדע על זה מבחוץ, אבל אני מרגיש שזו תשובה זו לא מובנת לי עד הסוף.
צבי
המון תודה על התשובה המפורטת. אני עוד צריך לחשוב עליה
לא ברור לי מהו המצב שבו אין קיום לחלקיקים והם מתנהגים
כחלקיק אחד. האם מדובר במצב פרמיוני או בוזוני. האם נשמרים
המספרים הקוונטיים שתיארו את החומר לפני שהוא קרס?
ניסים
ציינת משהו שאתה טוען כי הוא חוק טבע בסיסי. תעמוד מאחורי מה שאתה אומר.
הרעיון הוא לא שלך אבל אם אתה מציג אותו תדע לפחות לבסס את דעתך. אל
תציג משהו ואחר כך תגיד טוב זה להיות חייב להיות נכון זה משהו אחר אמר. בכל מקרה
אני הייתי אומר כי יותר סביר כי מדובר בחוסר הבנה שלך למה שנאמר יותר מאשר
טענה של משהו על חוק טבע בסיסי.
נחזור לשאלות שלי, מה הביסוס לחוק הזה? מי גילה אותו? איזו סמטריה בסיסית הופכת
אותו לחוק יסודי?
שנית דטרמיניזם אינו אותו דבר כמו אינפורמציה. לדוגמא, שמתי את המפתחות של
האוטו על השולחן הם עדיין ישארו שם גם אם אשכח איפה שמתי אותם, האינפורמציה
הלכה לאיבוד והדטרמינזם לא נפגע. מה גם שמאז תורת הקוונטים אנחנו יודעים כי
העולם אינו דטרמינסטי. לגבי מידע ברגע בודד בדוגמאות שנתתי לך היה לי ידע
חלקי על העולם. מלבד במודלים הידיעה שלי על מצב הדברים בעולם היא תמיד
חלקית (תוצאות ניסוי מדווחות עם שגיאות). גם מידע חלקי יכול ללכת לאיבוד, אבל
לא לפי הטענה שלך של שימור המידע. היה לי מידע חלקי על מיקום מולקולות הגז
באיזור מסוים בחלל החדר (בתוך הקופסא) ואבדתי חלק מהמידע הז, כעת אני
יודע כי הגז נמצא בכל החדר , קרי באיזור גדול יותר המידעהחקי שיש לי קטן יותר
כעת. האם החוק אותו ציטטת תקף רק למידע מילא שאינו הולך לאיבוד? אולי
החוק תקף רק לחורים שחורים?
נקודה,
מיתרים הם לא פאזה של חומר, לפי תורת המיתרים כל החלקיקים המוכרים לנו
מורכבים מאקסטציות של מיתרים ולכן הטענה כי החומר בחור שחור מורכב
ממיתרים היא חסרת משמעות. מה שניסו לעשות בהצלחה חלקית הוא לנסות
להעריך את מספר המצבים הפנימיים של חור שחור באמצעות תורת המיתרים
ועל ידי כך לקבל את הנוסחה של בקנשטיין כי האנטרופיה של חוק שחור פרופורציונית
לאופק האירועים (עם פקטור רבע אם איני טועה).
חוקי הפיסיקה הביסיסיים לא תמיד נשמרים אבל אילו שכן מבוססים על הנחות
מאד בסיסיות שלנו על הטבע. אינורינטיות להזזות גוררת חוק שימור תנע, אינורינטיות
להזזות בזמן חוק שימור האנרגיה ומצד שני הסימטריה בין ימין ושמאל נשברה וכך
מה שנחשב עד אז לחוק טבע כבר אינו כזה.
אהוד,
ע”פ היחסות הכללית הקלאסית, אין לחור השחור מבנה פנימי. כל מה שבתוך האופק ריק, עד שמגיעים לאמצע ושם יש נקודה סינגולרית (או נכון יותר טבעת, אם ניקח בחשבון שחור שחור מסתובב), בעלת צפיפות אינסופית ובה נמצאת כל המסה וכל התנע הזוויתי של החור השחור. תוצאה זו קרוייה “משפטי הסינגולריות” והיא אחת משתי התוצאות המפורסמות ביותר של מיודענו הוקינג (בנוסף לקרינה הקרוייה על שמו).
כמובן, תוצאה זו אינה כוללת התייחסות לאפקטים קוונטיים ואני חושב שעד שהתחילו לדבר על חומות אש היו אומרים רוב הפיזיקאים כי כל הדבר הזה נכון עד כדי סקאלת פלאנק סביב הסינגולריות (ומשם יש צורך בתיאוריית כבידה קוונטית).
על רגל אחת (ולא שאני יודע הרבה יותר מזה), המקור של טענת הסינגולריות הזו היא בכך שבאופק החור השחור מחליפות הקורדינטות תפקיד. במציאות היומיומית מופיעים המרחקים הגיאומטריים במטריקה עם סימן + (פיתגורס), ואילו הזמן מופיע עם סימן – (זה מה שיוצר את כל האפקטים המוכרים של היחסות הפרטית). כאשר מתקרבים למסה גדולה משנות הקורדינטות את גודלן היחסי ובאופק הן מתחלפות בתפקיד – מעתה קורדינטת הזמן נעשיית בעל סימן +, ואילו הקורדינטה הראדיאלית נעשיית בעלת סימן -, כתוצאה מכך כפי שבמציאות היומיומית אנו חייבים להתקדם בזמן, כך בתוככי חור שחור אנו חייבים להתקדם לכיוון המרכז. יותר מזה, לא משנה איזה כוח תכניס כל מה שהוא יכול הוא להאיט את הקריסה ובזמן סופי כל חומר שנכנס לחור השחור יגיע לסינגולריות (כאשר סקלאת הזמן הרלוונטית היא הזמן שלוקח לאור לחצות מרחק השקול לרדיוס שוורצשילד של החור השחור, כלומר מדובר על לכל היותר יום, לחורים השחורים העצומים ביותר ביקום).
באשר למה קורה לחלקיקים עצמם, הם אינם מתקיימים עוד כחלקיקים עצמאיים אלא כחלקיק אחד ענק, לכן חורים שחורים הם גופים פשוטים כל כך ומכאן האמירה כי כל המידע על מה שהיה לפני אבד, החור השחור הוא חלקיק אחד המכיל “מידע” רק על המסה המטען והתנ”ז (לכן אין גם מה לדבר שם על משוואת מצב).
אגב, אני חושב אחת שזו הנקודות הפחות בעיייתיות שכן לכאורה אם לא היה ידוע על חורים שחורים, היה צריך להמציא אותם כדי להתגבר על הבעיה כי גופים המבוססים על לחץ ניוון מוגבלים במסתם ללכל היותר 2-3 מסות שמש (המסה המקסימלית לכוכבי ניוטרונים – בעבור מסות גדולות יותר נעשים החלקיקים שבאובייקט יחסותיים והוא נהיה בלתי יציב).
לכן, ברגע שאתה יודע כי קיימים כוכבי ניוטרונים, ואתה יודע שהם עשויים לספוח מסה, אתה גם מבין שנוצרת בעיה ומשהו דרמטי חייב לקרות להם ברגע שהם חוצים גבול סופי מסויים (אי הוודאות נובעת מכך שמשוואת המצב של חומר בצפיפות גרעינית לא ידועה וטב מספיק). כוכבי קווארקים לא יפתרו את הבעיה, הם רק פרט בדרך אליה – משהו בסגנון במקום שיהיו כוכבי ניוטרונים עד 2.5 מסות שמש, כל מה שמעל 1.9 הוא כבר כוכב קווארקים וב-2.6 הופך לחור שחור (אל תתפוס אותי במספרים).
אהוד
אני לא מנסה לבסס חוק חדש. ציינתי משהו שלמדתי שהוא בסיסי ביותר, הן בפיסיקה ניוטונית והן בתורת הקוואנטים.
הסברתי לך, בקשר לגז במיכל, שאם היה לך ידע מלא ברגע מסויים, אז יש לך ידע מלא על כל רגע. המושג הזה קיים בדיוק 200 שנה. אולי אתה מכיר את המושג “דטרמניזם” … שזה אותו דבר.
כל “המלחמה” על פרדוקס איבוד המידע בחורים שחורים מתבסס על הרעיון של איבוד מידע.
הדוגמאות שאתה נתת הם שגויות, כי לא היה לך את כל הידע מלכתחילה. היה לך ידע הסתברותי בלבד. אני לא מבין למה אתה מתווכח איתי בכלל – כל הרעיון הוא לא שלי….
אהוד,
אם אני זוכר נכון מנסים לתאר חור שחור כמורכב ממיתרים.
ולגבי חוקי שימור, חשבת פעם מהי הסימטריה שצמודה לחוק שימור חוקי הפיסיקה? מדוע החוקים נשמרים? נכון שחוק הוא לא גודל כמותי מדיד אלא פועל כמו אופרטור. אבל עדיין נראה לי שהשאלה עדיין נכונה.
צבי
הייתי רוצה לשאול אותך שאלה שטותית שעלתה במוחי לגבי חורים שחורים,
אנחנו יודעים כי נוון אלקטרוני מונע את הקריסה של ננסים לבנים והנוון הנויטרוני
מונע קריסה של כוכבי נויטרונים, אבל החומר בחור שחור אמור להיות צפוף יותר.
מה היא אם כן משוואת המצב של החומר בתוך החור השחור? מצד אחד לפי
משפט “חוסר השיער של חור שחור” אין לנו אפשרות לדעת על מה קורה בתוכו,
מצד שני אין לנו יכולות להגיע לצפיפות גבוהות כמו בחור שחור במעבדה,(אולי
במאיץ בצרן?) אבל מנגד לפני הקריסה החומר היה מורכב מגרעינים האם כעת
הוא יוצר פלזמת קוראקים וגלואונים? אם החומר בתוך החור השחור מורכב
מחלקיקים כלשהם ודאי יש לו מצבים מעוררים. ושאלת המשך האם יש קורלציה
בין החומר הנופל לחור השחור והמצבים המעוררים שלו לבין קרינת הוקינג?
ניסים
בהחלט זכותו של כל אחד לחשוב כרצונו אך לא זו הנקודה כאן. אתה ממציא חוק טבע
חדש ומצפה ממני שאאמין לך. במדע נהוג לבסס דברים על טיעונים ולא על אמונה.
ראשית נעזוב את חוסר הביסוס המדעי של החוק שהמצאת ונדבר על התקפות שלו
בספרות המדעית.
אם אכן קיים חוק שימור מידע וכפי שאתה טוען “שמירת מידע הוא חוק בסיסי כמו שמירת
אנרגיה וחומר.” מה הראיות לחוק הזה? מצאת בן אדם אחד שכתב עליו, לו זה היה חוק
בסיסי היית מוצא קצת יותר מקורות, אני מניח. נוסף לכך אם זה חוק בסיסי במדע מי
גילה אותו? באיזו שנה? האם הוא נבחן במעבדה או שמא הביסוס שלו הוא תיאורטי
בלבד?
כעת לשאלות קצת יותר מדעיות. חוויות היום יום מלמדות אותנו כי מידע אינו נשמר, נתתי לך
רק מספר דוגמאות ואוכל לספק עוד עשרות, אם מדובר בחוק בסיסי אולי תועיל בטובך
להסביר לי מדוע ביום יום הוא אינו מתקיים. אתה כותב נתת לי הסבר פשוט אבל לטעמי
לא הסברת דבר. מה קורה למידע על הסוכר המתמוסס במים הרותחים? מה קורה
לזיכרון של מיקום המפתחות של האוטו? מה קורה לחלב בקפה או למידע על הגז שברח מהחלון?
בנוסף לכל זאת אתה נמנע מלהתייחס לדברי על סימטריות. לפי משפט נתר חוקי שימור
קשורים לסימטריה בסיסית בטבע על איזה סימטריה מבוסס החוק החדש שלך ושל סוסקינד?
אז ניסים טענות צריך לבסס ולא רק להפריח בחלל.
גבי התופעה שציינת:
ממרבית החורים השחורים במרכזי גלקסיות לא יוצא שום דבר והם חורים שחורים רגילים לכל דבר ועניין.
חלק קטן מהחורים השחורים שבמרכזי גלקסיות, בעיקר באיזורים רחוקים וקדומים של היקום, עדיין סופחים חומר איזורים אלו קרויים AGN – active galactic nuclei . הספיחה גורמת בחלק קטן מהמקרים להווצרות jet (סילון בעברית) שהרכבו לא ברור (הוא לאוו דווקא jet של מסה).
בהקשר זה חשוב להבין כי ה-jet נוצר לא בגלל החור השחור אלא בגלל האינטרקציה של החומר הנופל לתוכו איתו. בהעדר ספיחת חומר אין jet והחור השחור הופך להיות חור שחור שקט ורגיל כמוכר במרבית היקום בן זמננו. כיוון שתופעה זו אינה קשורה להיותו של החור השחור מאסיבי או לא, jet דומה נוצר שמקומות אחרים ביקום בהם חומר נספח לגופים מאסיביים (אפילו לאו דווקא לחורים שחורים) – לרוב בהנתן תנע זוויתי גבוה.
במיקרוקאווזרים (http://en.wikipedia.org/wiki/X-ray_binary#Microquasar) חומר הנספח לחור שחור כוכבי יוצר דיסקת ספיחה ו-jet יחסותי בעל מבנה זהה לזה של AGN (ה-AGN קרויים פעמים רבות קוואזרים ולכן אפילו השם מעיד על הדמיון בין התופעות).
כמו כן במתפרצי קרני גמא ארוכים (long GRBs), חור שחור נוצר במרכזו של כוכב וגורם לפליטת סילון יחסותי אנרגטי ביותר למשך זמן קצר (הספיחה נמשכת זמן קצר ולכן גם הסילון).
כיוון שמה שחשוב היא הספיחה, הרי ש-jet לא מחייב חורים שחורים. סילונים עשויים להווצר גם במקרה של ספיחה לכוכבי ניוטרונים או לננסים לבנים. יותר מזה, אפילו בשלב היווצרותם של כוכבים רגילים (מסוג T-Tauri) נוצר לפעמים jet. http://en.wikipedia.org/wiki/T_Tauri_wind
במקרים אלו הסילון לרוב הרבה פחות אנרגטי, פשוט כי בעוד שחומר הנופל לחור שחור מואץ למהירויות קרובות למהירות האור (ולכן ההתנגשויות שבו מאד אנרגטיות), הרי שחומר שנופל לכוכב איטי בהרבה ועדיין, כיוון שהחומר נספח לאובייקט מסתובב jet כזה נוצר.
אהוד
נתתי לך הסבר, פשוט, נתתי לך דוגמא ונתתי לך מקור. זכותך לחשוב אחרת.
אם זה מעניין אותך – תתחיל לקרוא מפה:
http://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole_information_paradox
צבי
מוזר שאתה קובע בוודאות כי החורים השחורים במרכזי גלקסיות הם “רגילים” ולא יוצא מהם שום דבר.
תצפיות בחלל מוכיחים כי יוצאים מהם, משני הקטבים, שני זרנוקי מסה במהירות עצומה.
חזי,
חורים שחורים הם גופים פשוטים מאד,
בניגוד לאבן, שיש לה צבע, גודל, צורה, ברק, מסה וכיוב’ תכונות הגורמות לכך שתיאור האבן הוא עניין מסובך המצריך הרבה מאד נתונים, חורים שחורים דורשים רק שלושה פרמטרים ואלו מגדירים אותם לגמרי: המסה, התנע הזוויתי והמטען החשמלי. האמירה כי אלו שלוש התכונות היחידות של חורים שחורים קרויה “משפט האין שיער” (no hair theorem) ומקורה באמירה הציורית כי “לחור שחור אין שיער”, כלומר כלום לא יוצא ממנו, ואין מה לדבר על מאפיינים שלו (למעט שלושת אלו).
בגלל פשטות זו והעדר המבנה המורכב, החורים השחורים ההמאסיביים הללו, אינם מתנהגים אחרת מהחורים השחורים הכוכביים. המבנה הפנימי שלהם מאד דומה, המאפיינים המתארים אותם זהים וכך גם האפקטים שהם משרים על סביבתם – לכן מאד סביר להתייחס אליהם כאל אותו אובייקט, יותר אפילו ממה שהגיוני להתייחס אל השמש ואל כוכב של 150 מסות שמש כאל שני “כוכבים” (שכן בכוכבים יש הרבה תכונות שונות איכותית שכן הם גופים מורכבים בהרבה).
מה שנכון, הוא שככל הנראה היסטורית (במובן היקומי ולא האנושי) מקורם של החורים השחורים הכוכביים והחורים השחורים הסופרמאסיביים שונה. בעוד המקורם של החורים השחורים הכוכביים ברור מאד הרי שלמעשה לא הרבה ידוע על מקורם של החורים השחורים הסופר מאסיביים ורק ידוע שהם קדומים מאד.
ניסים
אז מה מישהו כתב מאמר, זה הופך את מה שהוא אמר לנכון? אם זה חוק כל כך
בסיסי תן לי מידע עליו ממקור אחר. איך בכלל מנוסח החוק הזה ועל מה הוא מסתמך?
חוקי שימור פיסיקלים אחרים באים מסמטריות, מה הסימטריה שבסיס החוק שלך
ושל סוסקינד?
איפה שימור המידע בעולם?קודם ידעתי לחסום את הנפח של חלקיקי הגז לקופסא
ידעתי את האיזור המצומצם בו הם נמצאים, עכשו אני פותח את הקופסא החלקיקים
מתפזרים בחלל החדר ועכשו אני יודע עליהם הרבה פחות האם לא אבדתי מידע?
אתה יודע מה עכשו אני גם פותח את החלון, פעולה פשוטה. אם ידעתי משהו על הגז
אפילו את התנעוהמיקום המדויק של חלקיקי הגז המידע הזה ילך לאיבוד כאשר הגז
(נניח ארגון) יבוא במגע עם חלקיקי האויר.
מה לגבי הדוגמא של הקפה? כמעט כל תופעה שאנו מתבוננים בה קשורה לאיבוד מידע.
כאשר אנחנו מפשירים קרח, כאשר אנחנו שופכים סוכר למים חמים וממיסים אותו, כאשר
אנחנו שוכחים איפה שמנו את המפתחות של האוטו. כל התופעות הללו הן איבוד מידע,
אז איפה החוק הבסיסי שעליו אתה מדבר?
אהוד
אם היה לך מידע מדוייק על המיקום והתנע של כל מולקולה, הן בקופסא והן בחדר, אזי בכל רגע נתון אתה עדיין תדע את המידע הזה. לא יתווסף לך מידע ולא תאבד שום מידע.
את זה כבר לפלאס ידע.
הפניתי אותך למאמר, קראת אותו? הנה שוב http://www.gravityresearchfoundation.org/pdf/awarded/2013/Zhang_Cai_Zhan_You_2013.pdf
הכותרת של המאמר:
Information conservation is fundamental: recovering the lost
information in Hawking radiation
ניסים
מעניינת מאד הטענה שלך כי “שמירת מידע הוא חוק בסיסי כמו שמירת אנרגיה וחומר.”
ואתה מתבסס על פרופ’ לאנרד סוסקינד. אם יש חוק שימור מידע, תועיל אולי להסביר לי מה קורה
כאשר שני שם קופסא עם גז בפינת החדר ופותח את הקופסא. לפני שפתחתי את הקופסא
היה לי מידע מדויק איפה חלקיקי הגז, לאן נעלמה האינפורמציה? אולי אפילו אשתמש בדוגמא
שלך יש לי כוס קפה עם חלב וקפה ואני מערבב אותם לאן הלך המידע על מיקום החלב|?
אם יש חוק פיסיקלי ברור לעין כל מהסתכלות על העולם הוא שמידע אינו נשמר….
צבי
האם לדעתך, חור שחור-סופר-מסיבי אשר נמצא במרכז גלקסיות,
הוא בעל תכונות של חור-שחור רגיל,
או שמדובר בדבר אחר לחלוטין, ורק השם מטעה ?
ואם לא – הוא קטן ושחור? …. ובטח גם אישה….
ולבן (-:
ציינתי “לא רלוונטי למציאות האסטרופיסיקאלית כפי שהיא מובנת היום” – אם יש חורים שחורים קטנים, אלוהים גדול…
צבי
אתה אומר שלנושא אין רלוונטיות בגלל גיל היקום. אני מבין שאתה מתייחס לחורים שחורים גדולים, אבל לא יכול להיות שיש חורים קטנים ששם יהיה לזה משמעות? נניח – מהתנגשות של גופים מאוד אנרגטיים?
נקודה,
אתה נכנס כאן לסמנטיקה – חור שחור, כפי שהוגדר מלכתחילה וכפי שהוא נובע מתורת היחסות הכללית, הוא בדיוק מה שאתה קורא “חור שחור לא אקטואלי”, כלומר הוא גוף שמי שנופל אליו יגיע לאופק ואח”כ לסינגולריות בזמן סופי ולעומת זאת מי שמסתכל בו מבחוץ לעולם לא יראה את החומר הנופל חוצה את האופק. הגוף שאתה מכנה “חור שחור אקטואלי”, שניתן להסתכל על דברים נופלים אליו ופתאום ואז חוצים את האופק , אינו קיים ואיש מעולם אינו טוען שקיים.
לכן, אתה יכול להגיד ש-“החור השחור הלא אקטואלי” הוא לא חור שחור, וזה אומר שמבחינתך אין חורים שחורים, אבל זה אומר שהמצאת לעצמך הגדרה חלופית לחור שחור מזו שכולם משתמשים ובאמצעותה אתה מוכיח שהחורים השחורים לא קיימים (הוכחה שחתולים לא קיימים: אני מגדיר חתול כיצור בגובה 150 מטר, עם פרסות עלים, נוצות וקרן כחולה זוהרת במרכז הראש שלו ועד כמה שאני יודע אין אף ראיה שיש חתולים).
מאז המצאת תורת היחסות ברור לכולם מהן תכונותיו של חור שחור, ברור שהוא מה שאתה קורה “חור שחור לא אקטואלי” והשאלה אם האובייקט הזה קיים או לא קיים. על החור השחור האקטואלי אין ויכוח – הוא לא קיים!
לגבי חורים שחורים וקיומם:
חורים שחורים הם ניבוי של תורת היחסות הכללית. התורה הזו היא תורה קלאסית, שמניחה מציאות “חלקה” ומתעלמת מאפקטים קוונטיים. תוצאה ישירה של תורה זו היא כי מסה מספיק מרוכזת תיצור חור שחור, בו קורדינטת הזמן מוחלפת בקורדינת המרחב, כלומר שכמו שבמציאות שמחוץ לחור השחור אובייקט חייב להתקדם קדימה בזמן, כך מעבר לאופק של חור שחור אובייקט חייב לנוע לכיוון המרכז.
בהמשך, הסתבר (איפשהו בשנות ה-60) כי הניבוי הזה הוא לא סתם תוצאה תיאורטית שלא באה לידי ביטוי במציאות, וכי אובייקטים פיסיקאליים עלולים באמת להגיע למצבים כאלו ונכון להיום המוסכמה היא שאובייקטים אסטרופיסיקאליים יכולים להגיע למצב הזה ואכן מגיעים מבחינת כל הפרמטרים המדידים.
וכאן אנחנו מגיעים לבעיה.
הפיסיקאים של המאה ה-19 חשבו שהתיאוריות המכניות שלהם נכונות ולא חשבו שיש צורך להכניס תיקונים קוונטיים. הסיבה היא שהמדידות לא היו דקות מספיק, על מנת להצביע על חריגות. תורת היחסות הכללית היא המקבילה לתורת ניוטון של פעם – היא תורה קלאסית, היא לא כוללת את תורת הקוונטים וכיוון שברור שתורת הקוונטים נכונה ברמה מסויימת ברור שיש להכניס תיקונים. העניין הוא שהמדידות שנעשות הן גסות מאד ולכן לא יכולות להצביע על טיבם של התיקונים הנדרשים ואלו יכולים להיות אולי משמעותיים (על פי חלק מהתיאורטיקנים), ולמרבה הצער בהיעדר ניסוי יש להסתפק בתיאוריה.
נכון להיום התיאוריה היחידה שמכניסה את תורת הקוונטים למסגרת יחסותית היא קרינת בקנשטיין הוקינג. למעשה זהו ניסיון (כנראה מוצלח) לטפל שתורת השדות הקוונטים במרחב העקום של קרבת האופק של חור שחור. הבעיה היא שלעולם בעתיד הנראה לא צפוי שיהיה לזה איזשהו אישוש ניסיוני וביקורת מהכיוון הזה היא לא הוגנת – ברור שלא יהיה לזה אישוש ומצד שני ברור לכולם שמשהו חייב להיות מאד רקוב כדי שהטיפול הזה של בקנשטיין והוקינג יהיה שגוי. אני חושב שיהיה הגון לומר שנכון להיום יש הסכמה די רחבה שקרינת בקנשטיין-הוקינג קיימת.
ואז אנחנו מגיעים לנושא אליו התייחס הוקינג.
בתורת הקוונטים ישנו עניין עדין מאד הקרוי שזירה. הרעיון שלוקחים זוג חלקיקים במצב קוונטי מוגדר מסויים ומפרידים אותם זה מזה, במצב הזה החלקיקים מצויים כל אחד במצב קוונטי לא מוגדר, מצד שני עם נמדוד את מצבו של אחד, מייד ייקבע גם מצבו של השני ולא משנה כמה רחוק הוא. המכניזם בו האפקט הזה פועל לא ברור (כי כל עניין המדידה לא ברור), מה שברור הוא שהאפקט נכון.
כעת כאשר מכילים את האפקט הזה על קרינת הוקינג עבור חור שחור זקן (חור שחור הוא זקן כאשר איבד סדר גודל ניכר ממסתו דרך קרינת הוקינג וזה אומר הרבה הרבה הרבה הרבה פעמים גיל היקום – משהו לגמרי לא ריאלי) יש הטוענים בהתבסס על תורת המידה, שנוצרת אי רציפות באופק בסתירה לתורת היחסות. אי רציפות מכונה “חומת אש”.
בהקשר זה חשוב להדגיש:
א. לנושא הזה אין רלוונטיות לחורים השחורים הצעירים והמוכרים ביקום בן זמננו.
ב. הרלוונטיות של שאלת קיומה של “חומת האש” היא בכך שהיא מלמדת על הדרך בה מתחברת היחסות עם תורת הקוונטים. כך שעל אף שזה לא רלוונטי למציאות האסטרופיסיקאלית כפי שהיא מובנת היום, היא בהחלט שאלה חשובה הנוגעת ביסודות הפיזיקה.
ג. יש שטוענים ש-ב’ הוא גם הבעיה של רעיון “חומת האש”, כיוון שלמעשה בהעדר תורה טובה של כבידה קוונטית, הסיפור הזה הוא קצת משחק ב-“נדמה לי”, כי מי מבטיח שהחוק השני של התרמודינמיקה ותורת המידע המוכרת שורדת אירוע כמו היווצרות והתנדפות של חור שחור?
בלי להבין מילה ממה שאנשים אמרו פה, תענוג.
GUY אתה שואל שאלה שהיא פילוסופית. לכאורה היה מדויק לומר מה שהוקינג התכוון לומר ושבסוף המחשב אמר. אבל בינינו מה ההבדל בין רמקול לבין מיתרי קול? ואם אין באמת הבדל, אז שום אדם מעולם לא אמר דבר.
אהוד, שים לב שאמרתי גם שחור שחור הוא תמיד במצב של היוצרות, אז במצב של ההיוצרות הזה יש משהו שהוא אופק אירועים (שהוא גדול תמיד באפסילון מאופק האירועים האמיתי שהיה לו היה חור שחור אקטואלי).
תגידו , אפקט הוקינג זה לא אפקט בקנשטיין הוקינג ? ( הוא משלנו , כפיים , וכו’ ) ,
ולגבי הוקינג עצמו ומה שאמר או היה אמור לאמר – הוא אומר הכל דרך מגאפון כזה , ( ואז זה נשמע כמו מין גרעפס כזה ) אז גם מה שהוא אומר זה לא בדיוק הוא . תשאלו את האחות . לא אחותו , אלא האחות שלו , זאת שהתחתנה איתו . לא אחותו .
אהוד
קרא כאן: http://www.gravityresearchfoundation.org/pdf/awarded/2013/Zhang_Cai_Zhan_You_2013.pdf
אהוד
פרופסור לנארד סוסקינד, חושב אחרת….
כדי שתאמר את מה שאמרת מישהו היה אמור לומר שדבר לא נאמר
נקודה
נראה כי אפילו לוגית אין בסיס לטענה שלך. אתה אומר ליד אופקים האירועים הזמן
מועט לאינסוף ולכן אין חור שחור, אבל אם אין חור שחור גם אין אופק אירועים
מכתחילה כך שהטיעון שלך כושל ברמה הלוגית.
הוא לא אמר שאין חורים שחורים, גם לא אמר שאין אופק אירועים. הוא גם לא אמר שלא אמר כלום
הוא למעשה לא אמר כלום
זה כבר הרבה זמן שהוא לא מסוגל לומר דבר עקב מצבו הקשה
הטענה שלי נוגעת לאופן שבו דברים נראים מבחוץ. שמבחוץ זה נראה שלחור שחור יקח זמן אינסופי להיוצר כי הזמן מואט לאינסוף באופק האירועים. ולכן אין דבר כזה חור שחור. כל מה שיש זה חור שחור בהיוצרות.
ומי שנופל לתוך החור השחור, לגביו קצב הזמן מחוצה לו ילך ויגדל עד לאינסוף באופק האירועים. והוא יזכה לראות את קצב ההתהוות של החור השחור גדל וגדל. ואז ייצא שעוד לפני שהוא הגיע אל אופק האירועים יקרה אחת משתיים, או שהעולם שמחוצה לו יגיע אל קיצו בהתרסקות גדולה, או ש…. מכיוון שזה לא יתכן שיעבור זמן אינסופי מחוצה לו ועדיין החור השחור יהיה קיים. אז איכשהו החור השחור יעלם לפני שהוא יגיע לאופק האירועים.
בקיצור אין דבר כזה חור שחור אקטואלי.
ניסים
מדוע אתה רואה צורך להמציא חוקי מדע חדשים “שמירת מידע הוא חוק בסיסי כמו שמירת אנרגיה וחומר.”.
אין חוק שימור מידע אלא החוק השני של התרמודינמיקה קובע כי במערכת סגורה האנטרופיה
תמיד עולה.
קצת מוזר לי שאין איזכור ללנארד סוסקינד – שנלחם רבות בהוקינג בדיוק בנושא הזה.
הוא לא אמר שאין חורים שחורים, גם לא אמר שאין אופק אירועים. בסך הכל העלה השערה איך לפתור את פרדוקס האנטרופיה על ידי הגדרה מחדש של מהות אופק האירועים. גם אם ההשערה נכונה, יש חורים שחורים ויש גם אופק אירועים רק שהאופי שלו קצת שונה.
לדעתי,
נעשתה טעות היסטורית,
כאשר קראו למה שנמצא במרכז גלקסיות
“חור שחור סופר-מסיבי”.
מסתבר שהתכונות שלו שונות באופן מהותי מחור-שחור “רגיל”.
עמית
תחשוב על גביש מלח. מצד אחד, האי-סדר מאוד נמוך, כמו שאמרת. מצד שני, מאוד פשוט לתאר את המערכת בגלל הסדר: לא צריך לתאר את המיקום של כל מולקולה, מספיק לדעת את גודל הגביש והמיקום של כמה מולקולות בפינה אחת (כדי להגדיר זוויות ומרווחים).
או – תחשוב על חלב וקפה לפני ואחרי ערבוב. כשאנטרופיה נמוכה יש סדר, וצריך מעט מאוד נתונים כדי לדעת איפה מולקולות חלב ואיפה של קפה.
גישה מעניינת לעליית אנטרופיה: ” ברמת המידע הנדרשת כדי לתאר מערכת”.
אני רגיל להגדרה של “עלייה ברמת האי-סדר של המערכת”. מעניין אותי מדוע הגישות הללו בהכרח שקולות…
אשמח לתשובה
משתמש אנונימי (לא מזוהה)
חורים שחורים אינם גדלים. רק המסה שלהם יכולה לגדול.
זה לא פרדוקס עם מידע נעלם, אבל זה סותר את כל מה שאנחנו יודעים. שמירת מידע הוא חוק בסיסי כמו שמירת אנרגיה וחומר.
חורים שחורים גדלים על ידי ספיחת חומר וכניראה גם חומר אפל וכך מגיעים למשקל של מליוני שמשות
וזה לא פרדוקס אם מידע נעלם פשוט צריך להרחיב את החוקים שבני האדם המציאו
עד כמה שידוע לי אין הוכחה ניסוית או תצפיתית לתאוריות של הוקינג, כולל קרינת הוקינג,
יש פה סרטון על על התאוריות של הוקינג ועל חשיבותו למדע אבל איפה שהוא בסוף הסרטון באופן מפתיע
מוזכר הנושא שבעצם אין שום הוכחה מדעית לתאוריה קרינת הוקינג,
http://www.youtube.com/watch?v=VZiWKmhuaZE
תקנו אותי אם אני טועה,
צבי ונקודה
וואלה, צודק…..הזמן מאט לגבי צופה וכמובן לא לגבי זה שנמצא בשדה הכבידה.
אז מה שנקודה אומר (אומרת?) זה לא שאין חורים שחורים, אלא שלא ניתן לצפות בהם מרחוק. זה כמובן נכון בתורת היחסות הכללית, פשוט מהעובדה שלא יוצא שום אור (שזה שקול למה שנקודה אמר).
אבל, תורת הקוונטים אומרת אחרת, להבנתי.
נקודה וניסים:
נקודה צודק דווקא מבחינת צופה באינסוף.
צופה הנופל לחור השחור יגיע לאופק ואח”כ לסינגולריות שבמרכז בזמן סופי (כל זה כמובן בתורת היחסות הכללית הקלאסית). דווקא צופה הנמצא רחוק מחור שחור יראה את החומר הנופל לחור השחור מוסח לאדום ואדום יותר ויותר ולעולם לא נופל ממש אל תוך החור השחור.
תחת זאת, חשוב לסייג את האמירה לפיה החומר לעולם לא נופל אל החור השחור – ההסחה לאדום נעשיית אקספוננציאלית בקרבת החור השחור עם זמן אופייני שהוא בערך הזמן שלוקח לאור לחצות את החור השחור (עבור חור שחור במסת השמש כ-5-^10 שנייה) כלומר מהר מאד באמת לא נשארת שום ראייה לקיומו של האובייקט מחוץ לחור השחור. כמובן מבחינה כבידתית חומר הנמצא מילמטר מחוץ לאופק הוא חלק מהחור השחור לכל דבר ועניין עבור מי שנמצא רחוק מהאופק.
נקודה
הזמן מאט רק עבור מי שנמצא ליד החור – לפי תורת היחסות הכללית, זמן מאט בשדה כבידה. אבל, זה לא אומר דבר לגבי צופה מרחוק.
לדעתי לא מצאתי סיבה לחשוב שחורים שחורים קיימים בהווה. ההסבר פשוט, הזמן ליד חור שחור מאט עד לקצב של 0 באופק האירועים. התהליך הזה של ההאטה בזמן מתרחש גם בזמן היווצרותו של החור השחור. ואז בעצם לצופה מבחוץ זה יראה שלחור השחור לוקח זמן אינסופי להיוצר. ועד שיעבור זמן אינסופי הוא כבר יתאדה בגלל קרינת הוקינג.
כלומר החור השחור אפילו לא קיים בעתיד ולא קיים בכלל. ואז אין שום פרדוקס.
המאמר היכן ששלחתי נותן רק abstract/. אין שום גוף המאמר ואין תאוריה. לדעתי אבל זה מה שיש במאמר. בגילו המופלג יש לו צלילות שמאפשרת להריץ תאוריות בראש, אבל אולי לא לפתח להן מתימטיקה. ואולי הוא פשוט לא פרסם את כל המאמר.
המאמר http://arxiv.org/pdf/1401.5761v1.pdf