• להיות יזם ים

    תכירו את החקלאות הימית, תחום מרתק ופורץ גבולות שנלמד ונחקר בפקולטה למדעי הים.

    קרא עוד

  • להיות יזם ים

    תכירו את החקלאות הימית, תחום מרתק ופורץ גבולות שנלמד ונחקר בפקולטה למדעי הים

    קרא עוד

פרופ' אביעד קליינברג - נשיא חדש למרכז האקדמי רופין

פרופ' אביעד קליינברג - נשיא חדש למרכז האקדמי רופין

אושר פה אחד מינויו של פרופ' אביעד קליינברג כנשיא החדש של המרכז האקדמי רופין. פרופ׳ קליינברג יחליף בתפקיד את פרופ' גליה צבר שמסיימת את תפקידה בהצלחה גדולה לאחר 5 שנות כהונה.

קרא עוד

האקתון בינה מלאכותית - היי טק ברופין

האקתון בינה מלאכותית - היי טק ברופין

סטודנטים בהנדסה התחרו בהאקתון בינה מלאכותית וזכו בפרסים מכובדים ובהתנסות מעשית בפיתוח מעבד שתשרת אותם בעבודתם בתעשייה.

קרא עוד

שיא של 1149 בוגרים טריים

שיא של 1149 בוגרים טריים

בטקס מרגש שהתקיים בקמפוס בשבוע שעבר הוענקו 1149 תארי בוגר ומוסמך במרכז האקדמי רופין. האירוע היה לנקודת מפגש מיוחדת שבה לאחר כשנה שבה לא פקדו את הקמפוס סטודנטים, שמחנו לארח אלפי מבקרים בניהם בוגרים, בני משפחה נרגשים וחברי סגל אקדמי ומנהלי.

קרא עוד

אסטרונאוט נופל לתוך חור שחור. לאן הוא מגיע?

זה שנים מטרידה את הפיזיקאים השאלה כיצד ייתכן שבתוך חורים שחורים יש מקום שבו חוקי הפיזיקה מפסיקים לעבוד. מחקר חדש מבסס את רעיון "הצנזורה הקוסמית": לפיו בחורים שחורים יש גבול לא עביר שמונע כלל את האפשרות להגיע לאזורים אלה, ולכן השאלה לא רלוונטית.


מה קורה לאחר שנופלים לתוך חור שחור? התנאים הייחודיים ששוררים בתוך החורים השחורים מהווים כר פורה לסיפורי מדע בדיוני שונים, אבל מעוררים כאב ראש רציני בקרב פיזיקאים רבים. הסיבה למכאובים: המשוואות מצביעות על כך שבתוכם חוקי הפיזיקה מפסיקים לעבוד. או, במלים אחרות, כאשר חוצים גבול מסוים בתוך חורים שחורים, אפילו הקשר בין סיבה לתוצאה מתערער. מחקר חדש של פרופ' שחר הוד שמרצה בפקולטה למדעי הים ברופין, ובנוסף מרצה במכללה האקדמית הדסה בירושלים שזכה בפרס בתחרות בינלאומית לחקר הכבידה, מציג פתרון לבעיה, ומראה כי בחורים שחורים שנוצרים מקריסת כוכבים לתוך עצמם, פשוט לא ניתן לחצות את הגבול לתוך האזור שבו חוקי הפיזיקה מתחילים להשתגע.

"תורת הכבידה של איינשטיין נושאת בקרבה את זרעי החורבן שלה", מסביר פרופ' ברק קול, פיזיקאי תיאורטי במכון רקח לפיזיקה באוניברסיטה העברית, שלא היה מעורב במחקר. המשוואות שניסח איינשטיין מראות כי יש במרחב והזמן נקודות שבהן אותן משוואות מאבדות את התוקף שלהן. נקודות אלה נקראות סינגולריות, והן קיימות במקומות כמו תחילת המפץ הגדול ובתוך חורים שחורים. "פיזיקאים הראו שסינגולריות אינה נדירה, ויכולה להיווצר בתנאים כלליים", מוסיף קול.
כדי למנוע את האפשרות הזו שבה הפיזיקה מאבדת את תוקפה ברחבי היקום, העלה בשנת 1969 הפיזיקאי הבריטי רוג'ר פנרוז את "השערת הצנזורה הקוסמית" שלו (שבהמשך נקראה "הצנזורה הקוסמית החלשה"). לפי פנרוז, כל סינגולריות כזו מוקפת במה שנקרא "אופק אירועים" - גבול שאם חוצים אותו, לא ניתן לחזור אחורה. גבול זה נכון לאסטרונאוטים (תיאורטיים כמובן, שפיזיקאים אוהבים לכנותם "אליס ובוב") שנופלים לתוך החור השחור, וגם לאור עצמו - ולכן החור הוא שחור - ולכל מידע שהוא. וכך, אם המידע על מה שקורה בתוך הסינגולריות לא יכול להגיע למרחב שמחוץ לו, העובדה שחוקי הפיזיקה מאבדים את תוקפם לא משפיעה על שאר היקום - ולכן גם השימוש במושג "צנזורה" בשמה של ההשערה.
אולם בין אופק האירועים של החור השחור לבין הסינגולריות נותר אזור שבו חוקי הפיזיקה נמצאים בתוקף. לכן, על פניו, אם אליס ובוב יגיעו אליו, הם יוכלו לראות את המקום שבו החוקים משתגעים (לראות את "הסינגולריות העירומה"). אלא שאז הבעיה הפיזיקלית העקרונית תישאר בעינה - ממקום שבו חוקי הפיזיקה בתוקף ניתן לראות מקום שבו חוקי הפיזיקה אינם בתוקף.
לכן כעשור מאוחר יותר, הציע פנרוז את השערת הצנזורה הקוסמית החזקה שלו, שלפיה גם בתוך החור השחור יש אופק פנימי שאותו לא ניתן לחצות, שיסתיר את הסינגולריות העירומה מפני אליס ובוב, וכך גם אם האסטרונאוטים התיאורטיים יגיעו לתוך החורים השחורים, תורת הכבידה של איינשטיין תיוותר עבורם בתוקף.
פרופ' הוד, מרצה במכללה האקדמית הדסה בירושלים ובמרכז האקדמי רופין, מסביר כי ההשערה של פנרוז התבססה על מודל פיזיקלי שלפיו שרידי הכוכב שקרס ויצר את החור השחור נופלים פנימה לתוך החור השחור באיטיות. בגלל שקצב הנפילה לא חוצה מהירות מסוימת, החומר מתרכז סביב האופק הפנימי ויוצר קיר אנרגיה בלתי עביר עבור אליס ובוב, ולכן הם לא ייחשפו ישירות למקום שבו חוקי הפיזיקה משתגעים.

בשנות ה–90 הראו פיזיקאים, בהם הוד והמנחה שלו בדוקטורט - פרופ' צבי פירן מהאוניברסיטה העברית - כי הסימולציות של קריסת כוכבים לתוך עצמם מצביעות על כך שהחומר אכן קורס מספיק לאט כדי להפוך את האופק הפנימי לקיר בלתי עביר. אולם, מסביר הוד, בשנים האחרונות, קבוצות מחקר ברחבי העולם החלו לנקב חורים בראיות הללו. הסיבה: העדויות לקיומה של "אנרגיה אפלה" ביקום - כוח לא נראה ולא מובן לחלוטין שלפי התיאוריות המקובלות כיום נדרש כדי להסביר את קצב התפשטות היקום ונקרא גם "קבוע קוסמולוגי". ביקום עם קבוע קוסמולוגי חיובי (המוסיף אנרגיה), אומר הוד, חוקרים הראו שהחומר קורס לתוך החורים השחורים במהירות גבוהה מדי מכדי ליצור את אותו אופק פנימי בלתי עביר, ולכן לא נוצרת אותה צנזורה קוסמית שתגן על אליס ובוב מפני הסינגולריות העירומה.
במאמר החדש הצליח הוד לפתור בעיה זו. לצורך כך, הוא השתמש במחקר קודם שלו שעסק במשך הזמן שנדרש למערכת פיזיקלית להירגע. במחקר מלפני יותר מעשור הראה הוד כי למערכות שונות בטבע יש גבול־הירגעות: החל מפעמון שמכים עליו והוא משגר גלי קול לכל עבר עד שהוא מפסיק להרעיש - ועד לחור שחור שנוצר מקריסה של כוכב בחלל ומשגר גלי כבידה לרחבי היקום עד שהוא נרגע ומגיע למצבו הסופי היציב.
לפי ההוכחה של הוד, גבול ההירגעות תלוי בטמפרטורה של כל מערכת כזו - וככל שהטמפרטורה של מערכת מסוימת נמוכה יותר, כך לוקח לה זמן ארוך יותר להירגע. "מכיוון שלכל חור שחור יש טמפרטורה שמאפיינת אותו (שנקראת טמפרטורת הוקינג, על שם הפיזיקאי סטיבן הוקינג שגילה את קיומה - א"ר), היא מגבילה את הזמן המינימלי שיידרש לחור השחור להירגע", אומר הוד.
במאמר החדש שילב הוד את הטיעונים השונים והראה כי מכיוון שהטמפרטורה של חורים שחורים שנוצרים מקריסת כוכבים היא נמוכה ביותר, אז המשמעות היא שזמן ההירגעות שלהם הוא ארוך. מכך ממשיך הוד ומציג כיצד זמן ההירגעות הארוך הזה מגביל את קצב הנפילה של החומר לתוך החור השחור מתחת למהירות מסוימת - וזו בדיוק המהירות שנדרשת כדי לאפשר את היווצרות האופק הפנימי הלא חדיר שנדרש לפי השערת הצנזורה הקוסמית החזקה של פנרוז.
"המאמר מציג טיעון אלגנטי. הוא מוכיח שהאופק הפנימי הוא סינגולרי ומפרש את זה כתכונה עקבית עם הצנזורה הקוסמית", אומר קול. נקודה אחת שעליה מצביע קול היא שההוכחה של הוד מתייחסת לסוגים מסוימים של נקודות סינגולריות בלבד - אלו של האופק הפנימי של החור השחור. באופן כללי, אומר קול, עד היום מצאו חוקרים רק מצבים תיאורטיים מסוימים מאוד שבהם יכולה להיווצר סינגולריות עירומה, ומצד שני, לא נמצאה הוכחה חד משמעית שהצנזורה הקוסמית תמיד נכונה.
"הדוגמאות הנגדיות שנמצאו מצביעות על כך שהתנאים המדויקים של השערת הצנזורה לא נוסחו במדויק - כי עובדה שיש דוגמה נגדית. אנחנו עדיין לא יודעים מה הניסוח המדויק של ההשערה שיאפשר להוכיח אותה", אומר קול. כדי להסביר מה המשמעות בניסוח מדויק, משווה זאת קול לדוגמה מתמטית פשוטה: כשמחלקים מספר כלשהו בעצמו, התשובה היא תמיד 1. או, במונחים מתמטיים, X÷X=1. אבל זה לא מדויק. כי אם X=0, אז המשוואה לא נכונה (כי אי אפשר לחלק מספר ב–0). לכן הניסוח המדויק הוא: X÷X=1כאשר X≠0. "ומה שחסר לנו זה ה־X≠0 של השערת הצנזורה הקוסמית", מוסיף החוקר ממכון רקח.
"זהו נושא מעניין ועמוק ויש במאמר של הוד טיעון יפה שתורם להבנתו", מסכם קול. אולם הוא משוכנע שהדיון הרחב יותר עדיין נמשך. לכן גם זכה המאמר במקום השלישי בתחרות המאמרים של הקרן האמריקאית למחקרי כבידה גם במקום השני בתחרות השנה ניתן לישראלים: אדוארדו גנדלמן ודוד בניסטי מאוניברסיטת בן גוריון בנגב, על עבודתם שעוסקת בהתפתחות היקום המוקדם בסמוך למפץ הגדול.
התחרות נערכת כבר 72 שנה וזכו בה עד היום פיזיקאים בולטים רבים כמו הוקינג, יעקב בקנשטיין הישראלי וזוכים שונים בפרס נובל בפיזיקה. הקרן נוסדה בשנת 1948 על ידי מיליונר אמריקאי בשם רוברט בבסון, שהקים את הקרן בתקווה למצוא טכנולוגיות "אנטי־כבידה". עם הזמן, הקרן ויתרה על השאיפות היומרניות לנצח את כוח הכבידה, והתחרות הוקדשה במקום זאת למאמרים שעוזרים להבין את הכבידה טוב יותר.

למאמר שפורסם ב'הארץ'