هوكينج ينشر حلًا لمفارقة معلومات الثقب الأسود
كتبت: يارا كمال
نشر عالم الفيزياء النظرية البريطاني، ستيفن هوكينج، ورقة بحثية عبر الانترنت، تطرح حلًا لمفارقة المعلومات في الثقب الأسود، والذي قد يكون أن للثقب الأسود شَعْر يكوّن أفق الحدث، والذي يصنع بصمة تجسيدية ثنائية الأبعاد لما يُمتص بداخل الثقب الأسود. قال هوكينج أن وجود هذا الشعر يمكن إثباته، وإذا أثبت وجوده، يستطيع هوكينج أن يحصل على جائزة نوبل.
في العام الماضي كان هوكينج وزملاؤه يعملون على حل مفارقة معلومات الثقب الأسود، والتي تقول أن المعلومات عن المادة التي تُدمر داخل الثقب الأسود، وفقًا لنظرية النسبية العامة لآينشتين، مفترض بها أن تُحفظ وفقًا لفهمنا لميكانيكا الكم.ولكن وفقًا لنظرية النسبية العامة، كل ما يعبر حدود الثقب الأسود (يُطلق عليها أفق الحدث)، يُفقد للأبد حتى الضوء. ولكن في السبعينات من القرن الماضي، اقترح هوكينج أن الكون ملئ بالجزيئات الافتراضية والتي، وفقًا لفهم ميكانيكا الكم، تومض موجودةً وخارج الوجود وتبيد بعضها البعض عند تلامسها، إلا في حالة ظهورها على أي من جانبي أفق الثقب الأسود. وفقًا لهذا السيناريو، فهناك جزيئ يُبتلع وآخر يُشع بعيدًا في الفضاء. يسرق الإشعاع الهارب طاقة من الثقب الأسود وهو يغادره، وبالتالي يفقد الثقب كتلته مع مرور الوقت وينتهي وجوده. وفقًا لحسابات هوكينج، فالإشعاع المتبقي من الثقب المتلاشي لا يحتوي على أي معلومات مفيدة عن كيفية تكوّن الثقب الأسود ولا عن ما يبتلعه. عندما يختفي الثقب، تضيع المعلومات للأبد، وتلك مشكلة لإن ميكانيكا الكم تقول أن المعلومات لا تضيع أبدًا، ومن هنا تأتي المفارقة.
في عام 1973، صاغ عالم الفيزياء النظرية الأمريكي جون ويلر عبارة أن الثقب الأسود بلا شعر، ومن هنا بدأ جدل كبير حول ما إذا كان الثقب الأسود له شعر أم ساكن وبلا شعر، والذي دار كالتالي: إذا كانت الثقوب السوداء صلعاء، إذًا فليس هناك فرق بينهم، فكلهم لهم نفس الكتلة والشحنة الكهربائية والزخم الزاوي، بغض النظر عن المعلومات التي يمتصوها. ولكن في حالة أن للثقوب السوداء شعر أو “تشوهات دقيقة في الزمكان”، وبالتالي يمكننا الحصول على بعض المعلومات عن ما يبتلعه الثقب الأسود. كان هوكينج يدافع عن أن للثقوب السوداء شعر، ويعتقد أن المعلومات ليست محفوظة بداخلها بل في حدودها، وأن الثقوب ليست سجون أبدية، فالأشياء تستطيع أن تخرج من الثقب الأسود سواء للخارج مرة أخرى أو لكون آخر.
في الورقة البحثية التي نشرها هوكينج وزملاؤه، يشرحون الخطوات الاتي اتخذوها لشرح كيفية هرب المعلومات من الثقب الأسود بعد ابتلاعها، فعندما تدخل جزيئات مشحونة إلى الثقب، فهي تُضيف فوتونات للثقب، أي أنها تضيف شعر للثقب.ذلك يعني أن الجزيئات المشحونة عندما تُبتلع في الثقب، فإن معلومات هذه الجزيئات تترك خلفها بصمة تجسيدية ثنائية الأبعاد على أفق الحدث، وبينما تُمحى أي مكونات فيزيائية لجسمٍ ما، يبقى مخطط لها. وبما أن فوتونات الضوء تُطرد من الثقب (في ظاهرة تُعرف باسم “إشعاع هوكينج”)، فبإمكانها الإمساك بمخطط المعلومات وحمله معها وإعادته للكون. تعود هذه المعلومات ولكن بشكل فوضوي وغير مفيد، وبالتالي ذلك يضع حلًا لمفارقة المعلومات، ولكن عمليًا، المعلومات تضيع.
تخضع هذه الورقة البحثية الآن لمراجعات الزملاء في المجال وآرائهم. لم يُبلغ أحد عن وجود أخطاء في الحسابات، ولكن هناك مخاوف بخصوص عدم اكتمال النظرية بعد. تساءلت سابين هوسينفيلدر من المعهد الاسكندنافي للفيزياء النظرية، عن كم المعلومات التي يمكن لشعر الثقب أن يُشفّرها. كما أن الورقة البحثية لم تشرح كيف أن هذا الشعر وهو سيختفي مع الثقب بعد فنائه، سينقل المعلومات للإشعاع المتبقي من الثقب. كما أن فكرة هوكينج وزملائه لم تقنعها كحل لمشكلة فقد المعلومات، ولكنها طريق ممتع لمزيد من الاكتشاف. اعترف هوكينج وزملاؤه أنهم ليسوا متأكدين بنسبة 100% أن ما توصلوا إليه هو حل مشكلة فقد المعلومات ولكنها خطوة على الطريق.
لو عايز تقرا عن الثقب الأسود شوف المقالة ديه (الثقب الأسود.. الداخل مفقود والخارج مش موجود أصلاَ)
المصادر
