إشعاع هوكينج Hawking radiation.

فى عالم الفيزياء يعلم الفيزيائيون أن النسبية الخاصة لالبرت اينشتاين دحضت فكرة أن الضوء ينبع من اهتزازات فى وسط اعتقد علماء الفيزياء لفترة طويلة أنه موجود وهو الأثير..وقال اينشتاين فى نسبيته الخاصة أن الضوء يمكن أن يسير وينتقل فى الفراغ دون الحاجة إلى وسط مادى مثل الأثير..هذا ونحن نعلم أن النسبية العامة تطبق على مقاييس كبيرة فلكياً مثل الكواكب والمجرات وغيرها..أما بالنسبة لميكانيكا الكم فهى تطبق على المستوى الذرى ودون الذرى ولذا فإن الفيزياء يمكن أن تفسر جميع الظواهر والتجارب عن طريق تلك النظريات الثلاث النسبية الخاصة والعامة وميكانيكا الكم.............ولكن توحيد اكبر نظريتين فى الفيزياء وهما النسبية العامة وميكانيكا الكم يظل يشكل تحدى كبير لعلماء الفيزياء حتى تصبح هناك نظرية موحدة للفيزياء أو ما يعرف بنظرية كل شيء..وتتحد القوانين المطبقة على القوى الأربع .. الجاذبية والقوى النووية الضعيفة والقوى النووية القوية والقوى الكهرومغناطيسية التى وضع معادلاتها وقوانينها العالم الاسكتلندي جيمس كلارك ماكسويل...وهناك منطقة يمكن أن تلتقى فيها النسبية العامة وميكانيكا الكم الا وهى انحناء الزمكان.......
وذلك موجود عند حافة الثقوب السوداء او مايسمى بافق الحدث event horizon..حيث العامل الأساسي في النسبية العامة هى الجاذبية وانحناء الزمكان على المستوى الميكروى من اختصاصات ميكانيكا الكم.....................
فإذا تم دمج الجاذبية مع الانحناء الزمكانى ضمن الإطار الكمى وتم توحيد ذلك القالب من القوانين فقد تعتبر اسهاما ناجحا فى سبيل الوصول لنظرية موحدة كبيرة............
ويوجد انحناء الزمكان بشكل واضح كما ذكرنا أنفا فى أفق الحدث فى الثقوب السوداء..وهنا عكف العلماء على دراسة الثقوب السوداء وتوصلوا إلى أن سلوك الموجات الصوتية فى الموائع الهائجة تتشابه تشابها كبيراً مع سلوك الموجات الضوئية فى الثقوب السوداء...فالفيزيائيون يعلمون أن الضوء عندما يدخل من أفق الحدث إلى داخل الثقب الاسود فإنه يتوانى وتتم إزاحته إزاحة كبيرة نحو الأحمر ويصعب بل يستحيل أن يتسلل ضوء من داخل الثقب الاسود الى خارجه وذلك نتيجة الجاذبية الكبير لمركز الثقب الاسود..ومع ذلك تظل الثقوب السوداء مركز اختبار ممتاز لنظرية الجاذبية الكمية التى يبذل فيها العلماء مساعى حثيثة لتوحيد النسبية العامة مع ميكانيكا الكم والوصول لنظرية كل شيء......................
وهنا خرج العالم الفذ ستيفن هوكينج بفرضية مختلفة تنص على أنه إذا كان هناك فوتونين من الضوء اى زوجين افتراضيين من الفوتونات أحدهما دخل الثقب الأسود والآخر ظل خارجه فمن الممكن أن يصدر الثقب الأسود وهجا كونيا لاشعاع حرارى وهذا ما جعل ستيفن هوكينج يصل إلى أن الثقوب السوداء ليست سوداء بالكامل لأنها يمكن أن تشع ضوءا..................................
ولكن وفقا للنسبية فانه نتيجة للجاذبية الكبيرة لايمكن إلا أن يمتط الشعاع بشكل كبير ويزيد طوله بشكل لا متناهى فى الكبر ولذلك يجب أن تنص فرضية هوكينج على أن ذلك الإشعاع-الذى أطلق عليه إشعاع هوكينج-يجب أن يصدر من مكان غاية في الصغر حيث تتماشى وتطبق عليه قوانين الجاذبية الكمية...ومن هنا جاء واجب وحتمية دراسة الموجات الصوتية وسلوكها فى الموائع لسببين أساسيين أولهما أن سلوك الموجات الصوتية فى الموائع شبيه بسلوك الضوء عند أفق الحدث في الثقوب السوداء ..وثانيهما استبدال الفيزياء الغريبة للزمكان الكمى عند الثقوب السوداء بفيزياء معروفة وتقبلها الفيزياء ويتقبلها علماء الفيزياء والمجتمع العلمى ولا يكون بها غرائب كثيرة وكبيرة......................
ولذلك فإن نموذج دراسة فيزياء الموجات الصوتية فى الموائع أيد استنتاج هوكينج وافضى أيضاً إلى نتيجة مختلفة عن فرضيات النسبية الا وهى أن للزمكان بنية جزيئية.....وجدير بالذكر أن الانزياح للأحمر الموجات الضوئية عند أفق الحدث في الثقوب السوداء ظاهرة لا تخص الثقوب السوداء فقط إنما أيضاً تظهر تلك الظاهرة جلية فى تغير الوقت الذي تصل فيه الإشارات من الاقمار الصناعيه حول الأرض إلى المحطات الأرضية وتاخرها وللعلم أيضاً أن نظم ال GPSتضع ذلك التأخير والزمن الفاصل فى الإعتبار عندما تحددمكان معين على سطح الأرض........................
ولذلك فإن انزياح الضوء والاجسام نحو الأحمر يتخذ قيما متزايدة كلما أقترب الجسم من الثقب الأسود ويبدو الزمن لا متناهيا فى الكبر بالنسبة لمن يراقب من بعيد بينما يستغرق وقتاً قصيرا للجسم نفسه...............
ولذلك فقد توصل ستيفن هوكينج إلى فرضية صاغها بحنكة وذكاء متناهيين حول زوجين افتراضيين من الفوتونات وانتهى إلى فرضية إشعاع هوكينج الذى تكلمنا عنه أنفا.. وأيضاً نصت فرضيته على أن عندما يشعر الثقب الأسود ذلك الإشعاع فإن كتلة الثقب الأسود تقل نتيجة ذلك الإشعاع ولذلك فإن حرارةالاشعاع تتناسب تناسبا عكسيا مع كتلة الثقب الأسود وهو ما أطلق عليه (مفعول هوكينج)........................