חורים שחורים: האם סטיבן הוקינג צדק?
ייתכן שחוקרים הצליחו לשחזר במעבדה תופעה חמקמקה המאפיינת חורים שחורים, בהתאם לתיאוריה של סטיבן הוקינג
ב-1974 העלה סטיבן הוקינג את ההשערה שזרזיף של חלקיקים, או קרינה, אמור לזרום מן הגבולות החיצוניים של חורים שחורים. בזכות הממצא הזה יצא להוקינג שם של מדען מבריק ונסללה הדרך לדמותו הציבורית המפורסמת, שכוללת רבי מכר פרובוקטיביים והופעות אורח ב"משפחת סימפסון".
התיאוריה המקורית של תופעת החורים השחורים הזאת, שזכתה לשם "קרינת הוקינג", כמעט נשכחה בתוך כל המולת הפרסום - לפחות בקרב הציבור הכללי. מעולם לא זוהתה פליטה קלושה כזו מחור שחור אמיתי, וחוקרים לא הצליחו ליצור את האפקט הזה במעבדה.
לפני כמה שנים החליטה קבוצת מדענים מאיטליה לנסות גישה חדשה על מנת לבחון את ההשערה של הוקינג. הם השתמשו בפיסת זכוכית כדי לשחזר "אופק אירועים" של חור שחור - נקודת האל-חזור שממנה והלאה אפילו אור יהיה אִטי מכדי להימלט, המקום שבו, לשיטת הוקינג, צריכה להופיע הקרינה.
לפי מסקנותיו, לצד חומר רגיל ואור הנופלים לתוך חור שחור חייבים להיות גם חלקיקים שצצים משום מקום ונעלמים בחזרה. מכניקת הקוונטים טוענת שזוגות חלקיקים קצרי חיים כאלו מופיעים אפילו מתוך חלל ריק, אך במרבית הפינות של היקום זוגות החלקיקים האלה נעלמים יחד במהירות בחזרה אל הריק. אבל ליד אופק אירועים, חלקיק אחד יכול להילכד על ידי החור השחור ולהותיר אחריו את בן זוגו, חופשי להימלט כקרינה.
ניסוי במהירות האור
דניאלֶה פצ'יו מן האוניברסיטה של אינסוּבְּריה יצר יחד עם עמיתיו את אופק האירועים במקטע של זכוכית סיליקאטית אמורפית, תווך שבו הבזקים (פּוּלסים) חזקים של לייזר יכולים לחולל הפרעה במהירות שבה האור חולף דרך הזכוכית.
ההפרעות האלו יוצרות אופק אירועים נע, שאינו מאפשר לפוטונים לחצות אותו. אם זוג פוטונים נוצר די קרוב לאופק האירועים הזה, הם יופרדו זה מזה ולא יוכלו לחזור אל הריק.
החוקרים תיעדו פוטונים החומקים החוצה מן הזכוכית, בערך פוטון אחד ל-100 הבזקי לייזר, והפוטונים האלו התאפיינו בכל התכונות שהם חזו בקרינת הוקינג. הם פרסמו לאחרונה את התוצאות שלהם בכתב העת Physical Review Letters.
הפיזיקאים חלוקים בשאלה מהי בדיוק המשמעות של התצפיות. אולף לאונהרדט מאוניברסיטת סיינט אנדרוז בסקוטלנד אומר שהמחקר החדש אכן מייצג את התצפית הראשונה בקרינת הוקינג. אבל מדענים אחרים אינם משוכנעים כל כך בדבר.
תאודור א' ג'ייקובסון מאוניברסיטת מרילנד אומר שהוא השתכנע יותר ממאמר שפרסמה לאחרונה קבוצה אחרת על מקבילה לא-קוונטית לקרינת הוקינג במים זורמים. הוא אומר שהקבוצה של פצ'יו אינה יכולה לאמת את הטענה שהפוטונים מופיעים בזוגות באופק האירועים.
"בפיסת הזכוכית הגדולה שלנו אין לנו שום דרך לקבוע להיכן יגיע בסופו של דבר הפוטון השני", אומר פצ'יו. אבל לאונהרדט, שהציע את רעיון אופק האירועים המלאכותי וחוקר את התופעה בסיבים אופטיים, יוכל לזהות את שני הפוטונים ולהראות את מקורם המשותף. "ברגע שהוא יעשה זאת, אני חושב שכל הדיונים בנושא יסתיימו" אומר פצ'יו.
המאמר התפרסם בגיליון פברואר-מרץ של המגזין "סיינטיפיק אמריקן - ישראל" בהוצאת אורט.