Entrópiával táplálkoznak a fekete lyukak egy asztrofizikus szerint

2023 / 11 / 24 / Felkai Ádám
Entrópiával táplálkoznak a fekete lyukak egy asztrofizikus szerint
Jacob Bekenstein asztrofizikus felfedezte, hogy a fekete lyukak a méretükhöz képest a lehető legnagyobb entrópiával rendelkeznek, felülmúlva a világegyetem bármely más rendszerét. Ráadásul, ha egy fekete lyukba információ kerül, azzal nem a térfogata, hanem a felülete nő, dacolva az entrópia, az információ és a térfogat közötti, más rendszerekben megfigyelt tipikus kapcsolattal.

Ha a háttérben dübörgő matektól el is tekintünk, a termodinamika miatt különösen fontos entrópia, és annak működése továbbra sem egy egyszerűen elképzelhető koncepció. Mint a Science Alert írja Bekenstein most kifejtésre kerülő elképzelése kapcsán: az entrópia lényegében azon lehetséges változatok száma, ahogy egy rendszeren belül átrendezhetjük a dolgokat, úgy, hogy azt lényegében változatlanul hagyjuk. Mivel ez tehát még mindig nem túl egyszerű, előkerül egy hasonlat is: vegyük azt, hogy szeretnénk rendet rakni a szobánkban!

Egy tökéletesen rendben lévő szobában minden elemnek megvan a maga kijelölt helye, és ezzel alacsony entrópiát testesít meg. Ha azonban a földre dobunk egy szomorú félpár zoknit, az entrópia máris növekszik. A zokni bevezetésével ugyanis megsokszorózodik a rendszer átszervezésének a lehetősége: a zoknit pakolhatom az ágyra, a padlóra, az asztalra, bárhová. Ezen változatok száma azonban véges, és így megszámlálható.

A fizikusok pedig éppen emiatt szeretik az entrópiát használni, mert ez egyben praktikus módja az információk rendszerben történő kódolásának. Tehát az entrópia mérésével – amelynek mennyiségét a fizikusok nagyon kényelmesen kezelik – a rendszer információmennyiségéhez is hozzájuthatnak. És ez az Univerzum bármely rendszerére alkalmazható – így a fekete lyukakra is.

1981-től kezdődően Jacob Bekenstein fizikus két figyelemre méltó, intuitív tényt fedezett fel a fekete lyukak és azok eseményhorizontja kapcsán.

Bekenstein első ilyen ténye, hogy a fekete lyukak a “páratlan entrópia kozmikus letéteményesei”. Mindez elég misztikusan hangzik, de mit jelent pontosan? Bekenstein szerint a fekete lyukakban valósul meg az Univerzumban egy adott térfogatára vonatkozó elképzelhető maximális entrópia, amely így még a legkaotikusabb földi tereket is felülmúlja.

Ha ez igaz, úgy sok izgalmas kérdéshez lyukadunk ki: Miért éppen a fekete lyukak rejtik az entrópia csúcsát? Ez valamiféle véletlen, kozmikus egybeesést jelez, vagy a kvantummechanikát, a gravitációt és az információáramlást összekötő mély összefüggésekre utal?

Ez történhet, ha egy fekete lyuk és egy fehér lyuk összeütközik A fekete lyuk és az elméleti fehér lyuk épp egymás ellentétei: a fekete lyuk ellenállhatatlanul vonzza, míg a fehér ellenállhatatlanul taszítja az anyagot – na de mi történhet, ha ez a kettő találkozik?

Bekenstein második ténye csak tovább növeli a rejtélyt. Eszerint ugyanis az Univerzum bármely más rendszerétől eltérően, ha egy fekete lyukhoz információt adunk, az kitágul – ami önmagában még rendben is lenne, elvégre ha egy zsákba bedobálunk dolgokat, amíg az anyaga engedi, az is tágulni kezd egy idő után. A fekete lyuk sajátossága azonban, hogy a zsákkal ellentétben ez a tágulás túlnyomórészt a felületet, nem pedig a térfogatot érinti.

A hagyományos rendszerekkel ellentétben tehát, ahol a térfogat az információbeáramlással arányosan növekszik, a fekete lyukak rendellenes viselkedést mutatnak, és a felület növekedésével tágulnak. Az pedig, hogy mindez miért történik így, és miért kizárólag a fekete lyukak viselkednek ezen az anomáliás módon, máig rejtély.


Kozmikus rejtély - a legtávolabbi csillag valószínűleg egyáltalán nem az, aminek elsőre látszott
Kozmikus rejtély - a legtávolabbi csillag valószínűleg egyáltalán nem az, aminek elsőre látszott
Leleplezés a James Webb Űrteleszkóppal.
Az univerzum legelső molekuláit újraalkották egy áttörő kísérletben
Az univerzum legelső molekuláit újraalkották egy áttörő kísérletben
Az univerzum keletkezése után több százezer évig nem léteztek molekulák, de egyszer csak beindult a láncreakció.
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.