ظل بعض أكثر الفيزيائيين النظريين شهرة لسنوات كثيرة يخمنون احتمالات وجود عمليات تمزق للفضاء وكذلك وجود رابطة بين الثقوب السوداء والجسيمات الأولية. ومع أن مثل هذه التخمينات كانت تبدو كالخيال العلمي، إلا أن اكتشاف نظرية الأوتار ومقدرتها على دمج النسبية العامة . میکانيكا الكم قد سمح لنا بغرس هذه الاحتمالات بشدة على جبهة العلم المتقدم. وقد تجرأنا بفضل هذا النجاح على التساؤل عما إذا كانت أية خواص غامضة أخرى لعالمنا استعصت بعناد على الحل لعقود طويلة يمكن لها أيضاً أن تخضع لمقدرة نظرية الأوتار. كان مفهوم أنتروبية الثقوب السوداء على رأس هذه الخواص. وكانت تلك هي  الساحة التي استعرضت فيها نظرية الأوتار عضلاتها عندما حلت بنجاح معضلة ذات أهمية خاصة دامت على مدى ربع قرن.

والأنتروبية هي مقياس لعدم الترتيب أو العشوائية، فعلى سبيل المثال إذا كان مكتبك مزدحماً بكتب مفتوحة نصف مقروءة طبقات فوق طبقات وجرائد قديمة ورسائل دعاية، فإن المكتب يكون في حالة عدم ترتيب قصوى أو أنتروبية مرتفعة. ومن جهة أخرى، إذا كان المكتب مرتباً تماماً والموضوعات مرتبة أبجدياً في ملفاتها والجرائد موضوعة بعناية بحسب تاريخها، والكتب مصفوفة في ترتيب أبجدي تبعاً لمؤلفيها والأقلام مرصوصة في المكان المخصص لها، فإن مكتبك في هذه الحالة في غاية النظام أو له أنتروبية منخفضة". ويوضح هذا المثال الفكرة الأساسية، لكن الفيزيائيين أعطوا للأنتروبية تعريفاً كمياً يسمح بوصف أنتروبية شيء ما باستخدام قيم عددية محددة فتعني الأرقام الأكبر أنتروبية أعلى والأرقام الأصغر أنتروبية منخفضة. ومع أن التفاصيل معقدة بعض الشيء إلا أن هذه الأرقام تعني بشكل ما إعادة الترتيب المحتمل للمكونات في نظام فيزيائي معين من دون المساس بمظهره العام. فعندما يكون مكتبك مرتباً ونظيفاً، فإن أي إعادة ترتيب - تغيير نظام الصحف والكتب والمقالات ونقل الأقلام من موضعها - سيحدث اضطراباً في التنظيم عالي الترتيب وهو ما يعني أن له أنثروبية منخفضة. وعلى العكس عندما يكون مكتبك في حالة يرثى لها من عدم الترتيب، فإن أي إعادة ترتيب للصحف والمقالات والبريد سيدعه كما هو في نفس الحالة من عدم الترتيب وبالتالي لن يغير من مظهره العام وهو ما يعني أن له أنتروبية مرتفعة.

وطبعاً، فإن وصف إعادة ترتيب الكتب والمقالات والصحف فوق المكتب - وتقرير أي ترتيب يدع المظهر العام كما هو " - تنقصه الدقة العلمية. ويتضمن التعريف الدقيق للأنتروبية في الواقع حساب أو إحصاء عدد مرات إعادة الترتيب المحتملة للخواص الكمية المجهرية للمكونات الأصلية لنظام فيزيائي، والتي لا تؤثر في خواصه الماكروية العامة (مثل طاقته أو ضغطه). وليست التفاصيل أساسية طالما أنك تدرك أن الأنتروبية هي مفهوم كمي تماماً لميكانيكا الكم يقيس بدقة عدم الترتيب الشامل لنظام فيزيائي. قدم جاکوب بیکنشتاین اقتراحاً جريئاً سنة 1970 وكان وقتها طالب دراسات عليا تحت إشراف جون ويلر في جامعة برينستون. فقد اقترح فكرة مميزة عن أن الثقوب السوداء قد تكون لها أنتروبية - وقد تكون كميتها هائلة. كان بيكنشتاين مدفوعاً بالقانون الجليل الذي اختبر جيداً، القانون الثاني للديناميكا الحرارية" ، الذي ينص على أن أنتروبية أي نظام تتزايد باستمرار:

يميل كل شيء إلى درجة أعلى من عدم الترتيب، وحتى لو أنك نظفت و نظمت مكتبك المكدس لتنقص من أنتروبيته فإن الأنتروبية الكلية المتضمنة لأنتروبية جسمك وهواء الحجرة ستزداد في الواقع، ولكي ترتب مكتبك ستستهلك طاقة، أي أنك ستحدث اضطراباً لبعض جزيئات الدهون في جسمك لتوليد هذه الطاقة من أجل عضلاتك، وبالقيام بعملية النظافة سيفقد جسمك حرارة ستحرك جزيئات الهواء المحيط نحو حالة أعلى من الاضطراب وعدم الترتيب. فإذا أخذنا كل هذه التأثيرات في الاعتبار فإنها ستعوض وتزيد عن النقص في أنتروبية مكتبك، وبالتالي ستزداد الأنتروبية الكلية.

وقد تساءل بيكنشتاين عما يحدث إذا كان تنظيف المكتب يتم بالقرب من أفق الحدث لثقب أسود وقد وضعت مضخة تفريغ لتسحب كل جزيئات الهواء المثارة من جديد من الغرفة إلى الأعماق المستترة داخل الثقب الأسود؟ ويمكن أن نذهب أبعد من ذلك : ماذا سيحدث لو سحبت المضخة كل الهواء وكل ما على المكتب وحتى المكتب نفسه إلى داخل الثقب الأسود تاركة إياك في حجرة باردة لا هواء فيها في غاية الترتيب؟ وحيث أن الأنتروبية في حجرتك قد نقصت بالتأكيد، فإن بيكنشتاين قد فسر الطريقة الوحيدة للتواؤم مع القانون الثاني للديناميكا الحرارية بأن يكون للثقب الأسود أنتروبية، وأن هذه الأنتروبية ستزيد كلما دخلت المواد إلى الثقب الأسود وذلك لتعادل النقص في الأنتروبية الملاحظ خارج الثقب لأسود.

وفي الحقيقة استطاع بيكنشتاين الاعتماد على نتائج أبحاث ستيفان هوكنغ الشهيرة لتقوية موقفه، فقد بين هوكنغ أن مساحة أفق الحدث لثقب أسود تتزايد باستمرار في أي تداخل فيزيائي - للتذكير، إن هذه منطقة اللاعودة التي تلف كل ثقب أسود. وقد شرح هوكنغ أنه إذا سقط شهاب في ثقب أسود أو التحم غاز من نجم قريب مع ثقب أسود أو إذا تصادم ثقبان أسودان واتحدا، ففي كل هذه العمليات وفي العمليات الأخرى ستزيد المساحة الكلية لأفق الحدث للثقب الأسود دائماً وتبعاً لبيكنشتاين فإن التطور الحتمي تجاه مساحات كلية أكبر تشير إلى وجود ارتباط بالتطور الحتمي في اتجاه الأنتروبية الكلية الأعلى المتضمنة في القانون الثاني للديناميكا الحرارية. وقد اقترح أن مساحة أفق الحدث لثقب أسود تمثل مقياساً دقيقاً لأنتروبيته.

وبالفحص الأدق، اتضح وجود سببين وراء اعتقاد الفيزيائيين بأن فكرة بیکنشتاین يمكن أن تكون على خطأ السبب الأول، تبدو الثقوب السوداء ضمن أكثر الأجسام ترتيباً وتنظيماً في كل الكون. فبمجرد قياس كتلة ثقب أسود وشحنات القوى التي يحملها وحركته المغزلية فإن كنهه يكون قد تحدد بدقة عالية. ويمثل هذا العدد الضئيل من الصفات المحددة، فإن الثقب الأسود يبدو وكأنه تنقصه البنية اللازمة لحدوث عدم الترتيب وتماماً مثل حركة المكتب إذا كان عليه فقط كتاب واحد وقلم واحد، فإن فرصة عدم الترتيب قليلة، كذلك الثقوب السوداء تبدو أبسط من أن يكون لها عدم ترتيب أما السبب الثاني في أن اقتراح بيكنشتاين من الصعب هضمه، هو أن الأنتروبية، كما ذكرنا آنفاً . هي مفهوم من مفاهيم ميكانيكا الكم، بينما كانت الثقوب السوداء، حتى وقت قريب، أسيرة المعسكر المضاد للنسبية العامة الكلاسيكية بعنف وفي أوائل سبعينيات القرن العشرين وبدون وسيلة لدمج النسبية العامة وميكانيكا الكم، بدا من غير الملائم في أحسن الظروف أن نناقش الأنتروبية المحتملة للثقب الأسود

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم الشؤون الدينية يُطلق دورة فقهية دينية لملاكات مستشفى الكفيل

شعبة فاطمة بنت أسد للدراسات القرآنية تعلن نتائج مسابقة (ميثاق الرسول)

شعبة الخطابة الحسينية النسوية تنظّم مسابقة فرقية لطالبات برنامج ثمار العطاء

قسم العلاقات ينظم ورشة عن فن الإقناع والتواصل الفعّال للطلبة المنسقين

المزيد

الآخبار الصحية

تغيير بسيط في نمط التفكير قد يحدث فرقا كبيرا لصحة الدماغ ؟

لماذا ينعشنا المشروب الساخن في الطقس الحار؟

علماء يكتشفون فئة دم فريدة من نوعها في العالم !

لماذا ينصح الأطباء بزيت الزيتون يوميا؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

حساس الإطارات.. ما هو وعلامات تلفه وكيفية صيانته؟

ما معنى أودي Quattro؟ سر الأداء والتميز الهندسي ؟!

فصل الشاحن أم الهاتف أولا؟.. عادات بسيطة تطيل عمر البطارية

تعود للقرن الرابع قبل الميلاد.. اكتشاف بقايا "إيمت" المصرية

المزيد

مواضيع ذات صلة

ما هو المكان والزمان في الواقع، وهل من الممكن العمل بدونهما؟

آفاق مستقبلية: نظرية الأوتار بين طموح النظرية النهائية وتحديات القرن الحادي والعشرين

هل تؤدي نظرية الأوتار إلى إعادة صياغة ميكانيكا الكم؟

ما هو المبدأ الأساسي في نظرية الأوتار؟

في البدء كانت هناك شذرة لها حجم بلانك(رؤية نظرية الأوتار لبداية الكون)

لماذا ثلاثة؟ تفسير الأبعاد الفضائية الثلاثة في نظرية الأوتار

الكوسمولوجيا ونظرية الأوتار الفائقة

الدخول إلى نظرية الأوتار

ما مدى سواد الأسود؟

العودة إلى الثقوب السوداء والجسيمات الأولية

الثقوب السوداء " المنصهرة "

( فيض من البريد الإلكتروني)كواليس اكتشاف التغير الطوبولوجي في نظرية الأوتار