iPon Cikkek

Hawking szerint nincs eseményhorizont

Dátum | 2014. 01. 29.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Érdekes tanulmánnyal állt elő Stephen Hawking, a világhírű fizikus legújabb elmélete szerint fekete lyukak nem olyanok, ahogy eddig elképzeltük őket. A Cambridge kutatójának elképzelése azért is érdeklődésre tarthat számot, mivel a fekete lyukak modern teóriájának egyik atyja nyilvánít véleményt a kérdésben. Ha pedig a rejtélyes égitestek egyik legnagyobb szakértője is úgy véli, hogy a fekete lyukakról alkotott kép jelentős átalakításra szorul, lehet némi alapja a dolognak. Hawking új elméletének fő témája az eseményhorizont léte vagy nemléte: a kutató szerint erősen problematikusnak tekinthető egy olyan határfelület létezése, amelyen keresztül semmi, még a fény sem képes elszökni. A fekete lyukakkal kapcsolatos jelenleg elfogadott elméletek szerint minden hasonló objektumot egy eseményhorizont vesz körül, amelyen belül olyan erős a gravitáció hatása, hogy a szökési sebesség meghaladja a fénysebességet. Mivel a relativitáselmélet értelmében semmi sem lehet gyorsabb a fénynél, a távozáshoz szükséges sebességet semmi sem képes átlépni, így a fekete lyuk eseményhorizontja mögül semmi sem tud távozni. Hawking szerint eseményhorizont helyett szerencsésebb lenne egy úgynevezett „látszólagos” határfelületről beszélni, amely ideiglenesen valóban csapdába ejti az anyagot és az energiát, később azonban erősen átformálva ezek egy részét képes útjára engedni. „A klasszikus elmélet értelmében a fekete lyukból semmi nem távozhat” – mondja Hawking. A kvantumelmélet alapján viszont energia és információ is elszökhet ezen égitestektől. A folyamat teljeskörű megértéséhez persze továbbra is szükség lenne annak az egyesített elméletnek a megalkotására, amely mind a négy alapvető kölcsönhatás, köztük a gravitáció egységes elméleti keretek közt történő leírására is alkalmas. A fizikusok lassan száz éve próbálkoznak ennek megalkotásával, egyelőre azonban nem úgy tűnik, hogy a közeljövőben megoldás születik a problémára.
A fekete lyukak az elfogadott elképzelések értelmében a téridő olyan helyei, amelyek óriási sűrűségük révén gigantikus erejű gravitációs teret hoznak létre maguk körül. A kvantummechanikát maga Hawking keverte bele a kérdéskörbe 1974-ben, olyan problémákat vetve fel ezzel, amelyeket máig nem sikerült megoldani. A részecskeszinten zajló történéseket leíró elmélet és az általános relativitáselmélet közt több ponton is gondok akadnak, ami megnehezíti azon szituációk megértését, ahol mindkettőt figyelembe kellene venni. A fekete lyukak pedig pontosan ebbe a kategóriába esnek. Amikor Hawking a kvantumelméletet alkalmazta a fekete lyukakra, rájött, hogy azok nem feltétlenül teljesen feketék: minimális mértékű sugárzást bocsátanak ki magukból (Hawking-sugárzás), így lassan tömeget veszítenek, és idővel teljesen elpárolognak. A Hawking-sugárzás elmélete értelmében amikor egy fekete lyuk megszűnik létezni, vagyis a teljes tömegét energia formájában kisugározta, minden elnyelt információt is magával visz. Ez viszont nem fér össze a kvantumelmélettel. Az információs paradoxon megoldására azóta sokan kínáltak megoldást, egyesek szerint például az információ is képes lehet megszökni a fekete lyukakból. Hawking maga is erre a következtetésre jutott harminc évvel elmélete publikálását követően. Az információs paradoxon története azonban ezzel nem ért véget, másfél évvel ezelőtt ugyanis ennek „romjain” született meg a tűzfal paradoxon, amelyet a Kavli Intézet egyik kutatója, Joseph Polchinski alkotott meg. Lényegileg a következőről van szó: Képzeljük el, hogy egy űrhajós túlságosan közel kerül egy fekete lyukhoz, és belehullik abba. Az eseményhorizont léte Einstein általános relativitáselméletének matematikai következménye, ahogy arra Karl Schwarzschild német csillagász felhívta a figyelmet kevesebb mint egy hónappal az elmélet 1915-ös publikálását követően. Ennek értelmében űrhajósunk észrevétlenül siklana át az eseményhorizonton, nem is sejtve, hogy többé nincs számára menekvés, majd egyre közelebb kerülve a központi tömeghez spagettiszerűen megnyúlna, majd becsapódna az óriási sűrűségű magba.
Polchinski kutatócsoportja azonban rájött, hogy amennyiben a kvantummechanika törvényeit is figyelembe veszik, a szituáció nem folyhat le az előzőekben megfogalmazott módon. Az eseményhorizont ugyanis az elszivárgó információ következtében egy nagyon nagy energiájú területté, „tűzfallá” válik, amely szénné égeti a rajta áthaladó űrhajóst. Ez azért problematikus, mert az általános relativitáselmélet értelmében teljesen mindegy, hogy egy objektum a galaxisok közti űrben lebeg, vagy egy fekete lyuk felé hullik, egyforma fizikai törvények vonatkoznak rá, vagyis az eseményhorizontnak elviekben teljesen észrevétlennek kellene lennie. Hawking írásában egy harmadik, rendkívül elegáns és egyszerű megoldási javaslattal állt elő. A tanulmányt január 22-én tette közzé az arXiv szerverén, és az Információ-megőrződés és időjárás-előrejelzés fekete lyukak számára címet adta a munkának. Az írás a fizikus egy 2013 augusztusában elhangzott előadásán alapul, amelyet a kaliforniai Kavli Intézetben tartott. Hawking szerint mind a kvantum-, mind a relativitáselméletet kielégíti, ha feltételezzük, hogy a fekete lyukaknak nincs eseményhorizontjuk. Ehelyett látszólagos horizonttal rendelkeznek, amely csapdába ejti a fény és az anyag nagy részét, ugyanakkor kvantumfluktuációi következtében folyamatosan változtatja alakját, így bizonyos dolgok elszökhetnek belőle. Ezen határfelület alatt rendkívüli káosz uralkodik, ami szinte lehetetlenné teszi az elszökő információ értelmezését. Másképp fogalmazva, az információ jelentős része valóban elveszik, hiszen képtelenség értelmezni, ugyanakkor nem semmisül meg. „Olyan, mintha az időjárást próbálnánk előre jelezni a Földön” – mondja Hawking. „Pár napon túl minden egyre bizonytalanabbá válik.”
Egy ilyen jellegű határfelület a kutató elmondása szerint kiiktatja a képből a mindent felemésztő tűzfalat, bár az nem egészen világos a rövidke tanulmányból, hogy ezt pontosan mivel indokolja a szerző. Polchinski értelmezése szerint Hawking a tűzfalat egyszerűen egy káoszfalra cseréli, az azonban nem tiszta, hogy ez a két határfelület miben különbözik egymástól, ami az energiákat illeti. A kétfajta határfelület közti legjelentősebb eltérés abban mutatkozik, hogy a látszólagos horizont idővel megszűnhet létezni, vagyis Hawking megnyitja az utat egy új, mindeddig lehetetlennek tűnő elképzelés felé, miszerint a fekete lyukból bármi távozhat. A látszólagos horizont eltűnése feltehetően a fekete lyuk tömegvesztésével lehet kapcsolatban, bár a kutató ennek feltételeit sem fejti ki részleteiben. Vélhetően arról van szó, hogy ha a fekete lyuk anyaga nagy részét kisugározta, a horizont megszűnik létezni, vagyis minden korábban elnyelt és nem távozó dolog újra hozzáférhetővé válik, bár jelentősen más állapotban, mint elnyelődése előtt. Raphael Bousso, a Kaliforniai Egyetem kutatója szerint Hawking új elmélete is jelzi, hogy a tűzfalak esetleges létezése mennyire problémás pontja fekete lyukak fizikájának. Hawking megoldási javaslata azonban, ha lehet, még több kérdést vet fel. „Annak felvetése, hogy a fekete lyukból bármi elszökhet sok szempontból még radikálisabb, még problematikusabb, mint a tűzfal paradoxon” – mondja a szakértő. „Az a tény viszont, hogy negyven évvel Hawking első fekete lyukakról és az információs paradoxonról szóló tanulmányát követően, még mindig ugyanarról vitatkozunk, jelzi, hogy milyen fontos kérdésekről van szó.”
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

22. Sr4c
2014.01.29. 11:06
Érdekes, elgondolkodtató
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
21. AxelLNo1
2014.01.29. 15:04
"érdeklődésre adhat számot"? Tarthat inkább.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
20. jogyur
2014.01.29. 15:51
Ez egy picit el lett írva :
"mivel a fekete lyukak modern teóriájának egyik atyja nyilvámít véleményt a kérdésben."
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
19. tomchee
2014.01.29. 16:45
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
18. nyerek01
2014.01.29. 22:28
Ja, hogy ő Grammar Nazi...
De az hogy valaki nem bír helyesen írni (ember, Informatika aládrak mindent, helyesírás ellenőrző stb. rémlik valami?) az nem számít. Ettől függetlenűl tény hogy nem ez a legfontosabb része a cikknek.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
17. tomchee
2014.01.29. 23:47
Tényleg?! Te miért nem írsz cikket ha ilyen ügyes vagy?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
16. HozeManuel
2014.01.30. 09:02
A fekete lyukakról szerintem az emberiség pusztulásáig fognak vitatkozni. Ahelyett hogy valami gyakorlatiasabb dologgal foglalkoznának amivel előrébb lennénk.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
15. vivanto
2014.01.30. 09:07
Ebből is látszik, hogy sikerült egy jó cikket írni. Az olvasóknak gőzük sincs a témához, ezért csak nyelvtani trollkodnak, aztán meg egymást trollkodják.

Én is csak ennyit tudtam hozzátenni, egyébként nagyon érdekes olvasmány volt.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
14. Zabalint HozeM...
2014.01.30. 13:31
Ha a hozzád hasonló szűk látókörű emberek mondanák meg, hogy mit szabad kutatni, és mit nem, akkor még mindig vadászó-gyűjtögető életmódot folytatnánk.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
13. Heroes27
2014.01.30. 13:49
Ez nem szűklátókörűség, hanem teljesen igaza van neki. Olyan dologgal fogllakoznak, amihez az emberiségnek még jópár száz, de szerintem ezer év múlva se lesz köze.

Amúgy meg gőzünk sincs hozzá, ne aggódj, akik ezt tanulmányozzák, és foglalkoznak vele sincs.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
12. YellowFlas...
2014.01.30. 15:29
Amíg el nem érjük a fénysebességet, addig felesleges foglalkozni a fekete lyuk témával. És valljuk be, az nem pár tízév múlva lesz.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
11. Avisto
2014.01.30. 15:45
Szerintetek mivel kéne akkor foglalkoznia ilyenek helyett szerencsétlen Hawkingnak?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. CyberPunk6...
2014.01.30. 16:04
Azért ne nevezzük ezeket hasztalan kutatásoknak, mert nem tudjuk, vagy még nincs felhasználási területük. A történelemben nem egy találmány vagy felfedezés tűnt hasztalannak, majd később vált rendkívül hasznossá.

Egyébként meg miért akkor kezdenénk foglalkozni vele, amikor oda jutunk? Akkor meg majd kezdjük a nulláról? Szerintem minden ilyen jellegű kutatás hasznos és előbb vagy utóbb meglesz a haszna. Ha más nem, hát a mérnök és fizikus hallgatók buktatása, hogy nehogy többen menjenek át, mint amennyi hely van a gyakorlatokon.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. kiskoller Heroe...
2014.01.30. 16:17
Már nem azért, de itt nem kísérletekről van szó, hanem sok-sok gondolkodásról és egykét publikációról. Egy kivételesen okos és művelt ember a kerekesszékében ülve elemezgetni a mások kísérleteinek eredményeit, és próbál értelmet találni bennük.

Amit Hawking művel azt úgy hívják, hogy metafizika. Lehet, hogy a fekete lyukakon való elmélkedéssel sikerül megalkotnunk a következő fizikai modellt.

Nyílván elgondolkoznánk, ha a kormányok billió dolláros szondákat löknének fekete lyukakba, de itt erről szó sincs.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. tomchee
2014.01.30. 16:43
Zabalint.
Inkább ez csak olyan mint ha az ősember agyalt volna a tranzisztor feltalálásán. MÉG értelmetlen.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. kiskoller tomch...
2014.01.30. 16:59
Nem egészen.

Ha az ősember a tranzisztoron agyal, nem fogja feltalálni a kereket.

Ellenben a fekete lyukak és az Őrobbanás az a két jelenség, amelynél tüzetesebben is kivizsgálhatjuk, egymással szembe állíthatjuk a mai két bizonyított teóriát, a kvantummechanikát, meg az ált. relat. elméletet.

A kettő egymással nem összeegyeztethető, teljesen ellentmondásos teória két teljesen más "világot" modellez le. Egyik az icipici elemi részecskék, másik a galaxisok mozgását. Ellenben a fekete lyukaknál mindkettő érvényes, mert hatalmas gravitációs erő lép fel, emellett viszont a kvantumos hatások is számottevőek.

Ezért jó dolog a fekete lyukakon elméleti síkon filózni, mert ha találunk egy olyan teóriát, amelyben a fekete lyukak konzisztensek a világ többi részével, akkor az már egy erős mutatója az adott teória helyességének. És ha találunk egy ilyen modellt, akkor azt már lehet kísérletekkel is próbára tenni.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. rtagore
2014.01.30. 19:08
Csak találgatnak, hogy hogyan viselkednek a fekete lyukak, de igazából nem tudják. Hawking legújabb elmélete meg zavaros. Lehet, hogy már nem is veszik komolyan a fizikusok.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. tomchee kisko...
2014.01.30. 19:29
"Ha az ősember a tranzisztoron agyal, nem fogja feltalálni a kereket."
Tehát ugyan arról beszélünk

Szép lenne végre egy megfelelő elmélet, de tudtommal még a CERN ben is csak quantum fizikával kísérleteznek, valós feketelyukakon pedig egyenlőre még felejtős, h bárki bármilyen kísérletet végre hajtson. Tehát csak olyan szélsőséges körülmények közt lehetne kísérletezgetni ami egy feketelyuk esemény horizontján, illetve benne található, azt pedig MÉG nem hiszem, h tudnánk szimulálni... legalább is biztonságosan nem
Jó hát nyilván a megfigyelések...

De végül is olyanról beszélgetünk amihez szerintem itt egyikünk sem ért

Suma sumarum: Előbb találjuk fel mi is azt a bizonyos "kereket"
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. gabesz7630
2014.01.30. 19:30
A vicc az ha bebizonyosodik, hogy tenyleg nincs.
Egy rakas elmeletet epitettek ra meg matekozgattak vele nagy tudalekosan.
"PAAAAANCSEEEEREKKKK..."


kiskoller:
Azert ne felejtsd el a newton-i fizikat sem amivel kilovoldozik a cuccokat az urbe pl.
3 fizikai vilagkep van gyak.
Ez vicc.
Amugy ezek a pocsok azt sem tudjak megmagyarazni mert nem dolsz el a biciklivel amikor haladsz.
Pedig az egyszerubb problema es kozvetelenul vizsgalhato.
Ockham borotvája elvet kene kovessek vannak 1000* egyszerubb megoldasok is az univerzum mukodesere csak mar oylan modon elszaltak agyilag hogy ez ember esze megall.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. kiskoller tomch...
2014.01.30. 19:55
Fogod az akármelyik új teóriádat, lemodellezed vele a galaxisok mozgását, belenézel a távcsőbe, ugyanazt látod, ami a papíron van? Akkor jó.

Most fogod ugyanazt a modellt, a galaxisok értékeit kicseréled elemi részecskék értékeire, lefutattod/kiszámolod az eredményt, elballagsz a CERN-hez, összeütsz két hadront, megnézed, egyezik-e az eredmény a te modelled eredményével. Így lett? Akkor tessék publikálni, jöhet a Nobel-díj. Merthogy ez még nem jött össze az elmúlt 50 év alatt. Bár jelentkezők vannak, pl a (szuper)húrelmélet is ilyen.


Attól még, hogy fekete lyukakon agyalnak, nem jelenti azt, hogy a teória bizonyításához egy tényleges fekete lyuk kell, sem azt, hogy extra kísérletek kellenek ehhez...

gabesz: a hozzászólásodat nem kommentálom, ha szerinted ilyen egyszerű, akkor nosza, publikálj, aztán jöhet a lóvé is utána. Vagy csak a szád nagy?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. Fernando
2014.01.31. 07:38
Nem igazán áll szándékomban felülbírálni Hawkings legújabb állásfoglalását, mert hozzá képest csimpánz vagyok, de régebben mintha olvastam volna olyasmiről, hogy a fekete lyukak csak a mi világegyetemünkben működnek úgy, hogy minden energiát nyom és visszacsatolás nélkül elszívnak, azonban a másik oldalon, egy párhuzamos univerzumban ugyanezen a fekete lyukak már fehér lyukak, amikből ömlik kifelé az anyag. Persze ehhez el kellene fogadni a multiverzum elméletet, ami azért nem megy olyan könnyen a tudósoknak, mert hozzávetőleg egy deka bizonyíték nem áll rendelkezésre ez ügyben. Ellenben logikus, méghozzá eléggé erőteljesen. Egy fekete lyuk olyan irdatlan gravitációs erővel rendelkezik, hogy talán valóban képes átszakítani a mi tér-idő kontinuumunkat és ezzel utat nyitni egy paralel univerzumba. Ha ez megtörténik, akadálytalanul szórhatja szét az itt elnyelt anyagot, energiát. Persze fel lehet tenni a kérdést, hogy oké, akkor mutass a mi világegyetemünkben egy így működő fehér lyukat, és nem fogok tudni mutatni, legfeljebb jöhetek azzal, hogy még jó ideig elhangolhatóan csekély részét ismerjük a világegyetemnek, ezért nem találtunk rá ilyen objektumra.

Aztán ott van az a lehetőség is, amit talán öntudatlan módon a második hozzászóló kapirgált meg: talán nem is létezünk, vagyis az egész csak egy roppant bonyolult szimuláció, amiben előfordulnak ilyen-olyan hibák. Ebből a szempontból bugnak nevezni a fekete lyukat, nem is akkora hülyeség.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. Suszter Ferna...
2014.01.31. 08:47
Én is olvastam, elég sok sci-fi regény/novella foglalkozik a témával. :-)

Olvasd el Hawking könyveit és rájössz, hogy minden további nélkül elfogadják a "multiverzumot". Pl. a szuperhúrelmélet alapján próbálják megmagyarázni, hogy a galaxisunk vagy a Világegyetem (hirtelen nem emlékszem) becsült és mért tömege közti különbség egy "párhuzamos" n-dimenziós szuperhúr gravitációs hatása.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!