סטיבן הוקינג צדק: חורים שחורים יכולים להתנדף

המדען המפורסם ביותר של המאה העשרים סטיבן הוקינג1974 עשה את אחת התחזיות החריגות ביותר שלו: חורים שחורים מסוגלים להתאדות לחלוטין. במשך כמעט 50 שנה, תיאוריית המדען נותרה רק השערה לא מאושרת. עם זאת, מחקרים אחרונים מראים כי גרסתו של החוקר המפורסם עשויה להיות נכונה, וכי האובייקטים המסתוריים ביותר ביקום אכן יכולים להתאדות.

נראה שחורים שחורים לא יחזיקו מעמד לנצח

מהו חור שחור?

חור שחור הוא משפך ענקמושכת לחלוטין את כל מה שנמצא בדרכה. כוח המשיכה של חפץ בלתי נראה זה הוא כה גדול עד שאפילו האור אינו מסוגל להשאיר את החיבוק הנורא של המפלצת הקוסמית הזו.

על פי התיאוריה של סטיבן הוקינג, אין חורים שחוריםהם לגמרי "שחורים", אך במקום זאת פולטים חלקיקים. הוקינג האמין שהקרינה הזו יכולה לספוג כל כך הרבה אנרגיה ומסה מחורים שחורים שהיא אפילו יכולה לגרום להם להיעלם. למרות העובדה כי התיאוריה של הוקינג נחשבה זה מכבר לבלתי ניתנת להוכחה לחלוטין, מחקר מודרני הצליח להראות שמוקדם מדי להסיק מסקנות כה חפוזות.

אתה עשוי להתעניין: החור השחור במרכז הגלקסיה שלנו הגדיל את בהירותו פי 75 בכמה שעות

עם זאת, לאחרונה, פיזיקאים הצליחו למצואהקרינה החמקמקה של הוקינג ואף לשחזר אותה במעבדתו. למרות שהקרינה שהתקבלה הייתה חלשה מכדי שניתן יהיה לאתר אותה בחלל על ידי המכשירים המודרניים שלנו, פיזיקאים הצליחו לראות קרינה זו באנלוגיה של חור שחור שהמדענים הצליחו ליצור בתנאי מעבדה.

מהו אנטי-חומר?

חורים שחורים כל כך חזקיםכוח כבידה שאפילו חלקיק האור הקטן ביותר - פוטון שנע במהירות האור, לא יכול לברוח מציפורני מפלצת החלל הזו. למרות שהוואקום בדרך כלל נחשב ריק, חוסר הוודאות של מכניקת הקוונטים מראה שהוואקום גדוש בחלקיקים וירטואליים מסוימים שיכולים ליצור חומר אקזוטי כזה כמו אנטי-חומר. לחלקיקים אנטי-חומר יש אותה מסה כמו עמיתיהם החומריים, אך הם נבדלים זה מזה במטען החשמלי הפוך.

זה מעניין: החור השחור במרכז הגלקסיה שלנו הגדיל את בהירותו 75 פעמים בכמה שעות

האמינו שמיד לאחר הופעתם של זוג כזהחלקיקים היפותטיים, הם מיד מתמזגים זה עם זה. עם זאת, כפי שהתברר, בסמוך לחור השחור, כוחות הכבידה הקיצוניים אינם מאלצים את החלקיקים להשמיד הדדית, אלא מותחים אותם לכיוונים מנוגדים, כאשר אחד החלקיקים נקלט על ידי החור השחור, והשני עף הרחק לחלל. לחלקיק שנספג כתוצאה מתהליך כזה יש אנרגיה שלילית, המתקיימת אינטראקציה עם חור שחור ומפחיתה את האנרגיה והמסה שלו. אם חור שחור יכול לסעוד כראוי עם חלקיקים וירטואליים כאלה, אז הוא יוותר על כל כך הרבה אנרגיה שהמפלצת השחורה תתאדה בסופו של דבר.

האם ניתן ליצור חור שחור במעבדה?

על מנת לשחזר את האנלוג של חור שחור בבמעבדות המכון הטכנולוגי לישראל, הפיזיקאי ג'ף שטיינהאואר ועמיתיו השתמשו בגז קר במיוחד בשם Bose-Einstein condensate. מדענים החליטו להשתמש בחומר זה על מנת לדמות את אופק האירועים - מעין גבול בתוך חור שחור, שמעליו שום דבר לא יכול לברוח. בזרם הזורם של הגז הזה הם הציבו מחסום וירטואלי, ויצרו סוג של "מפל" של גז; כאשר גז זרם דרך מפל מלאכותי, הוא הפך אנרגיה פוטנציאלית לקינטית, כתוצאה מכך הוא החל לנוע מהר יותר ממהירות הצליל.

החור השחור המלאכותי הראשון נוצר בישראל

במקום חומר ואנטי-חומר, אשראינטראקציה עם תהליך דומה בחלל, החוקרים השתמשו בזוגות של גלי קול קוונטיים או פונונים. מצד אחד גל הקול הצליח לנוע נגד זרם הגז, להתרחק מהמפל ואילו הפונון בצד המהיר לא יכול היה לעשות זאת, מכיוון שהוא נתפס על ידי "חור שחור" מדומה מגז קולי.

התוצאה של הניסוי הראתה כי התיאוריהסטיבן הוקינג ממש שופך אור על תעלומת החורים השחורים: ספיגתם ההדרגתית של חלקיקי הוקינג על ידי חורים שחורים מובילה לפיזור מפלצות גלקטיות.

לפיכך, זה הרעיון של הגאונים ביותרמדען מהמאה ה -20 יוכל לעזור לאנשים לאלף ברגע את האנרגיה הקולוסאלית של החפצים המדהימים ביותר ביקום, מה שהופך את המין האנושי לכובשי הגלקסיה האמיתיים. ועכשיו בואו נדבר על זה בצ'אט הטלגרם שלנו.