Sam Şoltis, Pensilvaniya Dövlət Universiteti tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Enerji axınına cavab olaraq böyüyən qara dəliyin illüstrasiyası. Penn State alimlərinin yeni tədqiqatı, Stiven Hokinqin qara dəlik mexanikası qanunlarını əmələ gətirən, birləşən və buxarlanan tarazlıqdan kənar, dinamik qara dəliklərə qədər genişləndirən qara dəliyin entropiyası üçün yeni bir ölçü təklif edir. Müəllif: Jonathan Shu və Daniel Paraizo / Penn State. Creative Commons

Kainatdakı məlum şeylər arasında qara dəliklər ən ifratları arasındadır. Onlar kiçik bir əraziyə çoxlu miqdarda kütləni sıx şəkildə yerləşdirir və o qədər güclü cazibə qüvvəsi yaradır ki, hətta işığın belə qaça bilməməsi mümkündür. Fiziklər öz xüsusiyyətlərini təsvir etmək üçün Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsindən və kvant mexanikasından mürəkkəb tənliklərə əsaslanıblar. Lakin 1970-ci illərin əvvəllərində Stiven Hokinq və digər fiziklər adi şeyləri təsvir edən termodinamika qanunları – məsələn, sobanın bir qazan su qaynatması – ilə qara dəlik mexanikası arasında paralelliklər tapdılar.

“Hokinqin qara dəlik mexanikası qanunları ekstremal və adi fizika arasında qənaətbəxş bir əlaqə yaratdı və 50 ildir ki, paradiqma olub, lakin onların ciddi bir məhdudiyyəti var”, – deyə Penn State Universitetinin Eberli Elm Kollecinin Atherton Universitetinin professoru və Evan Pugh adına Fizika üzrə fəxri professoru və tədqiqat qrupunun rəhbəri Abhay Aştekar bildirib.

“Onlar tarazlıq vəziyyətində olan və ya zamanla dəyişməyən qara dəliklər üçün hazırlanmışdır, lakin qara dəliklər daim dəyişir; onlar əmələ gəlir, birləşir və nəticədə buxarlanır. Biz bu məhdudiyyəti aradan qaldırmağın və qanunları tarazlıqdan çıxan qara dəliklərə tətbiq etməyin bir yolunu tapmaq istədik.”

İndi isə Aştekar və komandasının “Physical Review Letters” jurnalında redaktorun təklifi kimi dərc olunmuş və vurğulanmış yeni tədqiqatı qara dəliyin entropiyasını təyin etmək üçün alternativ bir yol təklif edir – termodinamikanın ikinci qanununa görə heç vaxt azala bilməyən bir nizamsızlıq ölçüsü. Təklif olunan entropiya ölçüsü qara dəliyin spin və enerji kimi fiziki xüsusiyyətləri ilə daha sıx bağlıdır və qara dəliklərin buxarlanmadan başqa bir qara dəliklə birləşməyə qədər yaşadığı dinamik prosesləri daha yaxşı başa düşmək üçün yeni qapılar aça bilər.

Hokinq şəkli necə dəyişdirdi

Penn State Universitetinin fizika üzrə aspirantı və məqalənin müəllifi Daniel E. Paraizo bildirib ki, “Qara dəlik mexanikasının qanunları birbaşa Eynşteynin tənliklərindən irəli gəlirdi. Qara dəliyin içini görə bilmədiyiniz üçün qara dəliyin sonsuz sayda yolu ola bilər və bu da onların entropiyasını da sonsuz edir. Onların yalnız enerjini udur və heç vaxt şüalanmırlar deyə düşünülürdü, ona görə də temperaturları sıfır idi.”

Sonsuz entropiya və sıfır temperaturla qara dəliklər termodinamikanın izah edə biləcəyindən kənar görünürdü, lakin sonra Hokinq kvant mexanikasından istifadə edərək qara dəliklərin enerji və hissəciklər şüalandıra biləcəyini göstərdi.

Paraizo dedi: “Bu, qara dəliklərin termodinamik xüsusiyyətləri haqqında düşüncəni tənliklərlə təsvir edilən bir növ riyazi konsepsiyadan daha çox fiziki reallığa çevirdi. Bu, qara dəliklərdə termodinamikada istifadə edilən entropiya və temperatur üçün analoqlar tapmaq üçün qapı açdı.”

Hokinq, qara dəliyin hadisə üfüqünün sahəsinin, cazibə qüvvəsinin işığın qaçmasının qarşısını almaq üçün hələ də kifayət qədər güclü olduğu qara dəliyin ətrafındakı sərhədin onun entropiyası ilə mütənasib, temperaturunun isə kütləsi ilə spininin kombinasiyası ilə tərs mütənasib olduğunu irəli sürdü.

Hadisə üfüqlərinin qısa olduğu yer

Penn State Universitetinin fizika üzrə aspirantı və məqalənin müəllifi Conatan Şu bildirib ki, “Amma bir problem var”. “Bu bənzətmələr yalnız tarazlıqda olan qara dəlik üçün işləyir. Dinamik vəziyyətlərdə hadisə üfüqləri heç bir şeyin baş vermədiyi məkan-zaman bölgələri adlandırdığımız yerlərdə əmələ gələ və böyüyə bilər. Bu, onları teleoloji edir – onların xüsusiyyətləri yalnız qara dəliyin yerli fizikası ilə müəyyən edilə bilməz, əksinə gələcəkdə baş verə biləcək və ya baş verməyəcək hadisələrin proqnozlaşdırılmasına əsaslanır.”

“Buna görə də, hadisə üfüqlərinin sahəsi dinamik qara dəliklərin fiziki entropiyasının ölçüsü ola bilməz. Böyüyən, buxarlanan və birləşən qara dəlikləri anlamaq istəyiriksə, bizə uyğun bir alternativ lazımdır.”

Komandanın yeni tədqiqatı göstərir ki, hadisə üfüqləri artıq qara dəliklərin ədədi simulyasiyalarında istifadə olunan sözdə “dinamik üfüqlər” ilə əvəz edilə bilər. Dinamik üfüq müəyyən bir zaman anında qara dəliyin xüsusiyyətləri ilə xarakterizə olunur və beləliklə, teleologiya problemindən azaddır.

Aştekar bildirib ki, “Bu, bizə termodinamikanın birinci və ikinci qanunlarını tarazlıqda olmayan qara dəliklərə tətbiq etməyə və bununla da yarım əsrdən çoxdur istifadə edilən paradiqmanın məhdudiyyətlərini aradan qaldırmağa imkan verir. Bu ümumiləşdirilmiş qanunları kvant nəzəriyyəsindəki buxarlanan qara dəlikləri və qravitasiya dalğalarından istifadə edərək LIGO-Virgo-KAGRA əməkdaşlığı ilə aşkar edilən qara dəlik birləşmələrini daha yaxşı başa düşmək üçün tətbiq edə bilərik.”

Nəşr detalları

Abhay Aştekar və digərləri, Qara Dəliklərin Termodinamikası, Tarazlıqdan Uzaq, Fiziki İcmal Məktubları (2026). DOI: 10.1103/3c1r-v8f1 . ArXiv -də : DOI: 10.48550/arxiv.2512.11659

Jurnal məlumatları: Fiziki İcmal Məktubları , arXiv  

Əsas anlayışlar

TermodinamikaAstronomik qara dəliklərQravitasiya və astrofizikada ədədi simulyasiyalarHadisə üfüqləriHawking radiasiyasıKvant cazibə qüvvəsi

Pensilvaniya Dövlət Universiteti tərəfindən təmin edilir Bu hekayənin arxasında kim dayanır?

Qeb Klark

İngilis dili üzrə magistr dərəcəsi, 2021-ci ildən bəri mətn redaktoru, ali təhsil və səhiyyə sahəsində təcrübəyə malikdir. Etibarlı elm xəbərlərinə həsr olunub. Tam profil →

Robert Egan

Riyazi biologiya üzrə bakalavr, yaradıcı yazı üzrə magistr dərəcəsi. Elm və dilə dair unikal perspektivləri olan çox səyahət etmişəm. Tam profil →

Daha ətraflı araşdırın

Qara dəlik entropiyasının mikroskopik mənşəyini təsvir edən model