השערת הצנזורה הקוסמית – הבדלי גרסאות
מ ←פרסומים מדעיים: יישור לשמאל |
תיקוני פיסוק קטנים |
||
| שורה 1: | שורה 1: | ||
'''השערת הצנזורה הקוסמית''' היא השערה שהועלתה בשנת [[1969]] על-ידי ה[[פיזיקה|פיזיקאי]] ה[[בריטניה|בריטי]] [[רוג'ר פנרוז]]<ref>Penrose, R. 1969, Rivista del Nuovo Cim. Numero speciale 1, 252.</ref> |
'''השערת הצנזורה הקוסמית''' היא השערה שהועלתה בשנת [[1969]] על-ידי ה[[פיזיקה|פיזיקאי]] ה[[בריטניה|בריטי]] [[רוג'ר פנרוז]]<ref>Penrose, R. 1969, Rivista del Nuovo Cim. Numero speciale 1, 252.</ref>, לפיה כל [[סינגולריות]] נמצאת מאחורי [[אופק אירועים]], כלומר בתוך [[חור שחור]] או [[חור לבן]]. |
||
, לפיה כל [[סינגולריות]] נמצאת מאחורי [[אופק אירועים]], כלומר בתוך [[חור שחור]] או [[חור לבן]]. |
|||
==סינגולריות וחורים שחורים== |
==סינגולריות וחורים שחורים== |
||
בשנת [[1965]] הוכיח פנרוז, בשיטות [[טופולוגיה|טופולוגיות]] כי בתוך כל חור שחור יש לפחות נקודה [[סינגולריות|סינגולרית]] אחת, ש[[צפיפות]] ה[[מסה]] בה [[אינסוף|אינסופית]]. בהתאם למשפט זה, כל [[כוכב]] שקורס ל[[חור שחור]], סופו ליצור סינגולריות. |
בשנת [[1965]] הוכיח פנרוז, בשיטות [[טופולוגיה|טופולוגיות]], כי בתוך כל חור שחור יש לפחות נקודה [[סינגולריות|סינגולרית]] אחת, ש[[צפיפות]] ה[[מסה]] בה [[אינסוף|אינסופית]]. בהתאם למשפט זה, כל [[כוכב]] שקורס ל[[חור שחור]], סופו ליצור סינגולריות. |
||
עקב אופי ה[[מרחב-זמן]] בתוך חורים שחורים, הסינגולריות נמצאת בעתידו של כל עצם אשר חצה את [[אופק האירועים]] מבחוץ פנימה, או שהיה בתוך אופק האירועים מלכתחילה. במילים אחרות, בתוך אופק האירועים תתרחש תנועת חומר אל הסינגולריות. |
עקב אופי ה[[מרחב-זמן]] בתוך חורים שחורים, הסינגולריות נמצאת בעתידו של כל עצם אשר חצה את [[אופק האירועים]] מבחוץ פנימה, או שהיה בתוך אופק האירועים מלכתחילה. במילים אחרות, בתוך אופק האירועים תתרחש תנועת חומר אל הסינגולריות. |
||
| שורה 20: | שורה 19: | ||
==מצב המחקר כיום== |
==מצב המחקר כיום== |
||
הן הגרסה החלשה והן הגרסה החזקה מהוות אתגר גדול ל[[פיזיקה]] התיאורטית, ועד היום לא נחזתה פריצת דרך בהוכחת או בהפרכת כל אחת מהגרסאות. ההישג היחיד היה בתחום ההדמיות הממוחשבות. בשנת [[1993]] הצליחו חוקרים לדמות מצב של יצירת '''סינגולריות עירומה'''. |
הן הגרסה החלשה והן הגרסה החזקה מהוות אתגר גדול ל[[פיזיקה]] התיאורטית, ועד היום לא נחזתה פריצת דרך בהוכחת או בהפרכת כל אחת מהגרסאות. ההישג היחיד היה בתחום ההדמיות הממוחשבות. בשנת [[1993]] הצליחו חוקרים לדמות מצב של יצירת '''סינגולריות עירומה'''. |
||
לצורך ההדמיה נבחר פיזור של חלקיקים סקלריים (בעלי [[ספין]] [[אפס]]) וחסרי [[מסה]] שהיו מפוזרים במרחב בפיזור סימטרי כדורי. נקודת החולשה וחוסר הכלליות של ההדמייה נבעו מכך ש[[תנאי שפה|תנאי השפה]] שנבחרו היו מיוחדים מאוד - הם לא היו תנאי התחלה |
לצורך ההדמיה נבחר פיזור של חלקיקים סקלריים (בעלי [[ספין]] [[אפס]]) וחסרי [[מסה]] שהיו מפוזרים במרחב בפיזור סימטרי כדורי. נקודת החולשה וחוסר הכלליות של ההדמייה נבעו מכך ש[[תנאי שפה|תנאי השפה]] שנבחרו היו מיוחדים מאוד - הם לא היו תנאי התחלה '''גנריים''', כלומר לא ניתן היה למצוא [[קבוצה פתוחה]] של [[תנאי שפה]] שיאפשרו את יצירת ה'''סינגולריות העירומה'''. למעשה, אם היו משנים את מיקומו של חלקיק בודד, אז ההדמייה לא הייתה מובילה ליצירת סינגולריות עירומה. |
||
==ההתערבות של הוקינג== |
==ההתערבות של הוקינג== |
||
גרסה מ־16:34, 15 באוקטובר 2006
השערת הצנזורה הקוסמית היא השערה שהועלתה בשנת 1969 על-ידי הפיזיקאי הבריטי רוג'ר פנרוז[1], לפיה כל סינגולריות נמצאת מאחורי אופק אירועים, כלומר בתוך חור שחור או חור לבן.
סינגולריות וחורים שחורים
בשנת 1965 הוכיח פנרוז, בשיטות טופולוגיות, כי בתוך כל חור שחור יש לפחות נקודה סינגולרית אחת, שצפיפות המסה בה אינסופית. בהתאם למשפט זה, כל כוכב שקורס לחור שחור, סופו ליצור סינגולריות. עקב אופי המרחב-זמן בתוך חורים שחורים, הסינגולריות נמצאת בעתידו של כל עצם אשר חצה את אופק האירועים מבחוץ פנימה, או שהיה בתוך אופק האירועים מלכתחילה. במילים אחרות, בתוך אופק האירועים תתרחש תנועת חומר אל הסינגולריות.
ההשערה
לאחר הוכחת היותו של כל חור שחור "בית-קיבול" לסינגולריות, נותרה פתוחה השאלה אם כל סינגולריות בהכרח מוקפת באופק אירועים מסביבה, אשר מונע מצופה חיצוני לצפות בה או לחוש בנוכחותה. בהתאם ל"משפט האין-שיער" התקף לחורים שחורים, כל המידע שצופה חיצוני, מעבר לאופק האירועים יכול להבחין בו לגבי החור השחור הוא מסתו, מטענו והתנע הזוויתי שלו. לכן, מבחינת צופה חיצוני אין משמעות לקיומה של הסינגולריות.
קיומה של סינגולריות שאיננה מוקפת באופק אירועים, הקרויה גם סינגולריות עירומה, תיצור בעייה לגבי יכולת החיזוי של הפיזיקה, כלומר בעיית סיבתיות. אם היא נמצאת באותו מרחב-זמן בו נמצאים שאר העצמים ביקום (למשל כדור-הארץ) אז נגזר גורלם של עצמים אלו להגיע אליה תוך זמן סופי, והמשמעות של עתיד רחוק תיעלם לגביהם. במילים אחרות, לא נוכל בעזרת פיזור החומר כיום להעריך את אשר יקרה בעתיד הרחוק, בזמן השואף לאינסוף.
ההשערה של פנרוז, לפיה "סינגולריות עירומה" לא תיתכן, מונעת את בעיית חוסר הסיבתיות, לפחות עבור צופים חיצוניים, מחוץ לאופק האירועים. השערה זו מכונה גם השערת הצנזורה הקוסמית החלשה.
השערת הצנזורה הקוסמית החזקה
בשנת 1978 העלה פנרוז[2] את השערת הצנזורה הקוסמית החזקה, שטוענת כי שום צופה שמשוואת איינשטיין תקפה לגביו אינו יכול לראות "סינגולריות עירומה". כלומר, גם גוף שהיה בתוך אופק האירועים מלכתחילה לא יוכל להבחין ב"סינגולריות עירומה", אלא אם משוואת איינשטיין, כלומר תורת היחסות הכללית, אינה תקפה שם. השערה זו שומרת על הסיבתיות של תורת היחסות הכללית בכל מקום, ואפילו בתוך חורים שחורים, אבל היא מצריכה תיאוריה חדשה שתסביר את אשר מתרחש בקרבת הסינגולריות. תיאוריה עתידית כזו מכונה כיום כבידה קוונטית.
מצב המחקר כיום
הן הגרסה החלשה והן הגרסה החזקה מהוות אתגר גדול לפיזיקה התיאורטית, ועד היום לא נחזתה פריצת דרך בהוכחת או בהפרכת כל אחת מהגרסאות. ההישג היחיד היה בתחום ההדמיות הממוחשבות. בשנת 1993 הצליחו חוקרים לדמות מצב של יצירת סינגולריות עירומה. לצורך ההדמיה נבחר פיזור של חלקיקים סקלריים (בעלי ספין אפס) וחסרי מסה שהיו מפוזרים במרחב בפיזור סימטרי כדורי. נקודת החולשה וחוסר הכלליות של ההדמייה נבעו מכך שתנאי השפה שנבחרו היו מיוחדים מאוד - הם לא היו תנאי התחלה גנריים, כלומר לא ניתן היה למצוא קבוצה פתוחה של תנאי שפה שיאפשרו את יצירת הסינגולריות העירומה. למעשה, אם היו משנים את מיקומו של חלקיק בודד, אז ההדמייה לא הייתה מובילה ליצירת סינגולריות עירומה.
ההתערבות של הוקינג
בהתערבות מפורסמת משנת 1991 טען סטיבן הוקינג בזכות השערת הצנזורה הקוסמית, ולעומתו טענו הפיזיקאים ג'ון פרסקיל וקיפ תורן נגד ההשערה. נקבע שהמפסיד ירכוש עבור המנצח בגד ("על-מנת שהמנצח לא יהיה עירום"). עם פרסום תוצאות ההדמיה הממוחשבת בשנת 1993 דרשו פרסקיל ותורן את הפרס. הוקינג נכנע רק בשנת 1997 וטען שההפסד נבע מעניינים טכניים בלבד, כלומר נוסח ההתערבות לא היה מדויק. בכל זאת הוא שלח לידידיו חולצת טי ועליה הכתובת "Nature Abhors a Naked Singularity" ("הטבע בוחל בסינגולריות עירומה"), כפרפראזה למשפט מפורסם של אריסטו ("הטבע בוחל בוואקום"). באותה שנה נערכה התערבות חדשה, אלא שהפעם נדרש, מצד אחד - שתנאי ההתחלה יהיו גנריים, ומהצד השני - שההודאה בהפסד תהיה כנה.