גילוי גלי כבידה מאשר את "נבואתם" של איינשטיין והוקינג על חורים שחורים

Phát hiện sóng hấp dẫn xác nhận 'tiên tri' của Einstein và Hawking về hố đen - Ảnh 1. — כאשר שני חורים שחורים מתמזגים, הם יוצרים אדוות בחלל הנקראות גלי כבידה. גלאים בכדור הארץ יכולים "לתפוס" את האותות הללו, ובכך לעזור למדענים להבין טוב יותר את היקום - צילום: מגי צ'יאנג/קרן סימונס

חורים שחורים, "מפלצות קוסמיות" בעלות כוחות כבידה כה חזקים שאפילו אור אינו יכול להימלט, היו נושא מרתק עבור מדענים זה מכבר.

למרות שהופיעו בעבודותיו התיאורטיות של אלברט איינשטיין לפני יותר ממאה שנה ונחקרו בהרחבה על ידי סטיבן הוקינג במאה ה-20, חורים שחורים נותרו הנושא הכי פחות נגיש ביקום בגלל טבעם "הבלתי נראה".

גלי כבידה: המפתח לפתיחת הדלת למחקר חורים שחורים

בשנת 2015, מצפה הכבידה LIGO (ארה"ב) תיעד לראשונה גלי כבידה, אדוות במרחב ובזמן שנגרמו על ידי התנגשות של שני חורים שחורים הרחק ביקום. תגלית זו הושוותה ל"פתיחת חוש חדש" לתצפית על היקום, וגם סיפקה את ההזדמנות לאמת ישירות תיאוריות על חורים שחורים.

עם זאת, הנתונים הראשוניים אינם מפורטים מספיק כדי לאשר שתי תחזיות חשובות.

אחת מהן היא תורת קר של איינשטיין. על פי תורת היחסות הכללית, חורים שחורים ניתנים לתיאור על ידי שתי תכונות בסיסיות בלבד: מסה וספין. כל שאר התכונות "נעלמות" כאשר נופלים לתוך חור שחור, המכונה "משפט ללא שיער".

שנית, משפט השטח של הוקינג. סטיבן הוקינג ניבא בשנת 1971 ששטח אופק האירועים של חור שחור, הגבול שממנו שום דבר לא יכול להימלט, יכול להישאר זהה או לגדול עם הזמן, לעולם לא לקטון.

זה נחשב לעיקרון דומה לחוק השני של התרמודינמיקה, הקובע כי האנטרופיה (מידת אי-הסדר) של היקום תמיד עולה.

פריצת דרך לאחר עשור

על פי Sciencedaily , שיתוף הפעולה הבינלאומי LIGO-Virgo-KAGRA פרסם לאחרונה תוצאות מחקר חדשות בכתב העת Physical Review Letters . הם תיעדו את אות גל הכבידה המפורט ביותר אי פעם, שמקורו בהתנגשות של שני חורים שחורים (אירוע GW250114), ויצרו חור שחור ענק בעל מסה פי 63 מזו של השמש וסיבוב של עד 100 פעמים בשנייה.

הודות לטכנולוגיה מתקדמת, מדענים השיגו לראשונה "תמונה מלאה" של לפני ואחרי מיזוג שני חורים שחורים. מנתונים אלה, הם אישרו שתי השערות בו זמנית:

חורים שחורים אכן מתוארים במדויק על ידי מסה וסיבוב, בדיוק כפי שחזה תורת היחסות הכללית של איינשטיין.

שטח אופק האירועים גדל רק לאחר המיזוג, בהתאם למשפט השטח של הוקינג.

hố đen - Ảnh 2. — לאיינשטיין (מימין) והוקינג (שמאל) היו הערכות מדויקות של טבעם של חורים שחורים - צילום: MashableIndia

מחורים שחורים ועד טבע היקום

הוכחת משפט הוקינג חושפת דמיון מדהים בין חורים שחורים לתרמודינמיקה. במילים אחרות, גידול שטחו של חור שחור דומה לעלייה באנטרופיה, מה שמרמז על כך שחורים שחורים עשויים להיות "חלון מתמטי" להבנתנו את טבע המרחב, הזמן והמאמץ הגדול ביותר של הפיזיקה המודרנית: איחוד תורת היחסות הכללית ומכניקת הקוונטים לתורת כבידה קוונטית.

"זוהי העדות הברורה ביותר עד כה לכך שחורים שחורים ביקום אכן תואמים את התיאוריה של איינשטיין", אמר מקסימיליאנו איסי, חבר בצוות המחקר. "לעובדה ששטחו של חור שחור מציית לאותו חוק כמו האנטרופיה יש השלכות עמוקות על טבעו של היקום."

בעשור הקרוב, גלאי גלי כבידה יהיו רגישים פי 10 ממה שהם כיום. יורש לטלסקופ אנטנת החלל לייזר אינטרפרומטר נמצא בבנייה, ומבטיח לקלוט ויברציות מחורים שחורים סופר-מאסיביים במרכז הגלקסיות שלנו.

יותר מ-100 שנים לאחר שאיינשטיין ניבא חורים שחורים בעזרת משוואות מתמטיות, ויותר מחצי מאה לאחר שהוקינג הוכיח אותם תיאורטית, האנושות החלה כעת "לשמוע" ו"ראות" באופן ישיר את האותות שמוכיחים את צדקתם.

חורים שחורים, שבעבר היו קיימים רק בספרי מדע, הופכים בהדרגה לישויות "אמיתיות" לנגד עיניהם של אסטרונומים, וכל אות גל כבידה מוקלט הוא צעד קדימה בסיוע לבני אדם להבין טוב יותר את היקום המסתורי בו אנו חיים.

חזרה לנושא

מין היי

מקור: https://tuoitre.vn/phat-hien-song-hap-dan-xac-nhan-tien-tri-cua-einstein-va-hawking-ve-ho-den-20250913075131812.htm