المساعد الشخصي الرقمي

مشاهدة النسخة كاملة : وهم الثقوب السوداء



ماكس
01-16-2009, 06:05 PM
هوكينغ يتراجع:

http://pr.caltech.edu/periodicals/336/images/Volume%203/10-16-03/hawking.jpg

الثقوب السوداء ليست "سوداء"


http://www.sanfranciscosentinel.com/wp-content/uploads/2007/10/black-hole.jpg

ما هو الثقب الأسود؟ حتى وقت قريب كان التعريف المتوافق عليه بين العلماء (وإن كان غير كامل لنقص المعلومات) أن الثقب الأسود هو منطقة في المكان-الزمان لا يستطيع أي شيء أن يهرب منها، ولا حتى الضوء، لأن الجاذبية عندها قوية جداً. والثقب الأسود هو بقية منضغطة لنجم ميت أي أنه يتشكل عندما ينفذ الوقود النووي لنجم ما فينهار على نفسه بفعل جاذبيته بحيث تصبح كثافته لا متناهية وانحناء المكان-الزمان لا متناهياً، وهو ما يعرف بالمنفردة (Singularity). وكانت أهم النظريات التي تتناول هذا الثقب هي تلك التي وضعها عالم الفيزياء البريطاني د.ستيفن هوكينغ قبل ثلاثين سنة والتي تقول بأن أي شيء يبتلعه هذا الثقب يختفي داخله إلى الأبد حتى يختفي الثقب مع فقدانه من كتلته نتيجة بث الجسيمات والأشعة، وفي هذه الحالة تدخل الأشياء التي هوت داخله إلى كون- طفل (Baby-Universe) خاص بها. وهو كون مستقل بذاته يتفرع من كوننا. وبناء على هذه النظرية ذهب كتّاب روايات الخيال العلمي إلى حد القول بأن الثقوب السوداء ربما تشكل وسيلة للسفر في الفضاء حيث يمكن لمن يسقط في ثقب صغير في المكان-الزمان أن يخرج منه إلى منطقة أخرى في الكون. غير أن هوكينغ ارتد على نظريته هذه في المؤتمر السابع عشر حول نظرية النسبية الذي عقد في العاصمة الايرلندية دبلن في يونيو الماضي. وأعلن هوكينغ أمام علماء الفيزياء أن الثقوب السوداء لا تمحو المعلومات حول الأشياء التي تهوي داخلها إنما تشوهها. ويمكن لهذه المعلومات أن تفلت منها لتصل إلينا بشكل مشوه لكنه قادر على إنبائنا عن شكل ذلك الشيء الذي دخل الثقب.
ويأتي هذا الإعلان ليحل التناقض الذي واجه العلماء وهوكينغ نفسه، نتيجة لنظريته ويطرح السؤال حول ما إذا كانت هذه الثقوب فعلاً ((سوداء)). فهوكينغ أثبت في العام 1970 بحسب نظرية النسبية أن الثقوب السوداء تفقد من كتلتها نتيجة إطلاق أشعة (أشعة هوكينغ) إلى أن تختفي (أي الثقوب). لكن ذلك يتناقض مع قوانين الفيزياء الكمومية (Quantum Physics) التي تنص على أن المعلومات التي تهوي داخل الثقب الأسود لا يمكنها أن تمحى تماماً. هذا التناقض كان هوكينغ قد حاول تفسيره بأن الطبيعة الفوضوية لأشعة هوكينغ تعني أنه في الوقت الذي تتمكن الطاقة فيه من الهرب من الثقب الأسود فإن المعلومات تعجز عن ذلك. كما لا يمكن تطبيق قوانين الميكانيكا الكمومية عند حقل ضخم من جاذبية كحال الثقب الأسود. وتوصل هوكينغ إلى النتيجة التي غيرت نظريته من خلال دراسة مصير ثقوب سوداء بأشكال وأحجام مختلفة عند نقطة الوقت اللامتناهية. وبين أن كمية المعلومات في النهاية مساوية لتلك التي كانت موجودة في البداية. لكنه لم يفسر أي شيء حول ما حصل في المرحلة الوسطى بين الحالتين. وبعودته عن نظريته القديمة ينضم هوكينغ إلى حركة علمية واسعة تحاول إعادة النظر في القوانين التي يُعتقد أنها تحكم الثقوب السوداء. يعود الفضل في تحريكها إلى ((نظرية الأوتار الفائقة)) (Super Strings Theories). إحدى النظريات التي تحاول التوفيق بين النسبية العامة والميكانيكا الكمومية (Quantum Mechanics). وبحسب هذه النظرية فإن كل الجسيمات الأولية المعروفة قد تكون مكونة من أنشوطات متذبذبة في مكان-زمان من عشرة أبعاد وتُعرف بالأوتار الفائقة. وفي حين يحمل نوع من الأوتار قوة الجاذبية فإن حركة ذبذبة هذه الأوتار تبقى عشوائية بما يتوافق مع الميكانيكا الكمومية. وقد بدأ تطبيق النظرية فعلياً على الثقوب السوداء في منتصف التسعينيات من القرن الماضي.


http://universe-review.ca/I15-49-Hawking.jpg
إشعاع هوكينغ

وخلال السنة الماضية حاول سمير مطور وزملاؤه في جامعة أوهايو أن يكتشفوا الشكل الذي تتنظم فيه الأوتار داخل الثقب الأسود فوجدوا أنها تتواصل بينها لتشكل وتراً اكبر وأكثر تأرجحاً مما يجعله أكبر من منفردة بحجم النقطة. وهو ما أطلقوا عليه (( كرة الزغب)) (Fuzzball) أو ((النجوم الوترية)) (String Stars). وبحساب حجم مجموعة من هذه الكرات وجدوا أنها بالحجم نفسه لأفق الحدث أو حد الثقب الأسود. وهو ما دفعهم للقول بأن الشكل نفسه المتخيل للثقب الأسود، بكونه ثقباً مستديراً يحتوي نقطة سوداء في وسطه، غير صحيح أيضاً. كما أن صورة (( كرة الزغب)) هذه تعني أيضاً أن المعلومات لا تُدمر داخل الثقب الأسود بل هي تُحفظ في الأوتار لتدمغ أشعة هوكينغ المنبعثة من الثقب وبالتالي فإن المعلومات حول كل جسيمة تدخل الثقب ستعود وتخرج مع خروج أشعة هوكينغ. وكان عالمان آخران هما غاري هوروفيتز من جامعة كاليفورنيا وخوان مالاسينا من معهد الدراسات المعمقة في برنستون تحدثا أيضاً عن إمكانية خروج المعلومات من الثقب الأسود بالرغم من وجود مفردة في داخله وذلك باستخدام نظرية الانتقال عن بعد (Quantum Teleportation) ويسمح ذلك لحالة أي جسيم بأن تنتقل إلى حالة أخرى أي أن المعلومات قد تتحول من جسيم يصطدم بالمنفردة داخل الثقب إلى أشعة هوكينغ الخارجة من الثقب غير أن هذه النظرية أنتجت أيضاً تناقضات مع النظرية النسبية.
كما أن أعمالاً أخرى أظهرت أن المعادلات الفيزيائية تبقى صحيحة في بعض الحالات عند نقطة المفردة بما يتناقض أصلاً مع الصورة التقليدية للثقب الأسود.

center]http://www.youtube.com/v/xjzjZyRd07Q]
فيديو للبروفسيور استيفن هوكينغ يشرح فيه عن إشعاع هوكينغ
[/center]

كل هذه الأعمال لم تفعل إلا زيادة الغموض إزاء تفسير طبيعة وآليات عمل هذه الثقوب لكنها تصب في غالبيتها باتجاه نفي الصورة التقليدية التي كان هوكينغ قد ساهم في وضعها من خلال أعماله السابقة. وهي صورة يبدو اليوم انها لم تعد مقبولة حتى لهوكينغ نفسه مما يعيد البحث إلى نقطة الصفر.... نقطة ما إذا كان هناك ما يمكن تسميته ثقوباً سوداء.

المصدر: الملحق العلمي لمجلة العربي الكويتية العدد الرابع لسنة 2005

محمد ابوزيد
01-16-2009, 06:20 PM
اشكرك جدا اخى ماكس

الصور اضافت للموضوع رونق وجمال

ما شاء الله عليك

وفيديو كمان


اخوك / محمد ابوزيد

محمد ابوزيد
01-16-2009, 06:24 PM
Hawking Radiation
اشعاع هوكينج

Classically, black holes are black.
كلاسيكيا الثقوب السوداء سوداء

ولكن هل هذه حقيقة مطلقة هل الثقوب السوداء تجذب كل شىء نحوها بحيث لا يستطيع اى
شىء ان يفلت من جاذبيتها
اذا كان الضوء اسرع شىء لا يستطيع ذلك

باختصار الثقوب السوداء هل هى فعلا سوداء؟

Quantum mechanically

ميكانيكا الكم

لها راى اخر

ولكن ما هو راى ميكانيكا الكم؟

black holes radiate

الثقوب السوداء تشع

with a radiation known as Hawking radiation

بالاشعاع المعروف باشعاع هوكينج

وكان


the British physicist Stephen Hawking who first proposed it

العالم البريطانى ستيفن هوكينج هو اول من اقترح هذا الاشعاع

لذلك سمى باسمه

تابعونا ----------------------

محمد ابوزيد
01-16-2009, 06:25 PM
Hawking radiation has a blackbody (Planck) spectrum with a temperature T given by

اشعاع هوكينج له طيف بلانك للجسم الاسود
مع درجة الحرارة
T
تعطى بالمعادلة:

kT = hbar g / (2 pi c ) = hbar c / (4 pi r s )
where k is Boltzmann’s constant
حيث k
هو ثابت بولتزمان

hbar = h / (2 pi)

is Planck’s constant divided by 2 pi

ثابت بلانك مقسوما على
2 pi


g = G M / r s 2

is the surface gravity at the horizon,
شدة المجال الجاذبى عند افق الحدث

the Schwarzschild radius r s
نصف قطر شوارزشيلد
r s


تابعونا------------------------------------------

محمد ابوزيد
01-16-2009, 06:25 PM
--------------------------------------------------------------------------------

the black hole of mass M .

M كتلة الثقب الاسود

the Hawking temperature is T = 4 × 10 -20 g Kelvin

درجة حرارة هوكينج
T = 4 × 10 -20
g Kelvin


تابعونا--------------------------

محمد ابوزيد
01-16-2009, 06:26 PM
The Hawking luminosity L of the black hole
سطوع هوكينج للثقب الاسود يرمز له بالرمز
L

is given by the usual Stefan-Boltzmann blackbody formula

يعطى عادة بصيغة ستيفان بولتزمان للجسم الاسود

L = A sigma T 4

where A = 4 pi r s 2 is the surface area of the black hole

حيث A = 4 pi r s 2
هى مساحة سطح الثقب الاسود


sigma = pi 2 k 4 / (60 c 2 hbar 3 ) is the Stefan-Boltzmann constant

سيجما
= pi 2 k 4 / (60 c 2 hbar 3 )

هى ثابت ستيفان بولتزمان



تابعونا ----------------------------------------

محمد ابوزيد
01-16-2009, 06:26 PM
If the Hawking temperature exceeds the rest mass energy of a particle type, then the black hole radiates particles and antiparticles of that type, in addition to photons, and the Hawking luminosity of the black hole rises to


اذا تجاوزت درجة حرارة هوكينج طاقة الكتلة الساكنة
لنوع من الجسيمات عندئذ يشع الثقب الاسود جسيمات ومضاد للجسيمات من هذا النوع
بالاضافة الى الفوتونات
وسطوع هوكينج للثقب الاسود يرتفع الى

L = A ( n eff / 2) sigma T 4

تابعونا-----------------------------------------