אחרי שערימות השלג השוויצרי, ערימות הכביסה והחיים עצמם שאבו אותה ואת הבלוג לתוך חור שחור, הברוקית עושה קאמבק ומביאה לכם הפעם שיחה פתוחה עם מדען הבית על חורים שחורים, גרביים ומה שביניהם.
(לטובת חובבי הלייף סטייל, מצורפות תמונות פוטוגניות של היקום וסלפי עם החור השחור הקרוב למקום מגוריי)
בתפקיד 'אני': הילי ברוק בלום
בתפקיד 'הוא': ד"ר כפיר בלום – חוקר בכיר במכון ויצמן וחבר סגל במחלקה לפיסיקה תיאורטית CERN
אני: תגיד, אז מה הסיפור של החורים השחורים? מותר בכלל לקרוא להם שחורים, או שזה כבר לא פוליטיקלי קורקט וצריך לקרוא להם חורים אפרו-גלקטיים?
הוא: מבחינתי, תקראי להם איך שאת רוצה. ממתי את בעניין?
אני: מאז שנשאבת לי לתוך חור שחור והשארת אותי כאן לבד בחושך לשלם פיגורי חשבונות, לקפל כביסה ולתרגם עם גוגל טרנסלייט איומי הוצאה להורג. אבל בוא לא נסטה מהנושא. אני באמת מנסה להבין מה זה חור שחור ואיפה משיגים כזה?
הוא: חור שחור הוא חלק מהמרחב-זמן שמנותק סיבתית משאר העולם. מידע – כמו למשל שידורי רדיו, אלומות אור, אפילו חדשות רעות – לא יכול לצאת מהאזור הזה ולהגיע לשאר העולם. הסיבה לניתוק היא שדה כבידה חזק, חזק כל כך, שאפילו מסלול האור מתעוות בו ולא יכול לחדור דרכו. אנחנו בעצם מכירים תופעות די דומות בניסיון יומיומי, ואני לא מדבר על המצור על עזה. היום, למשל, באוטו בדרך חזרה מלוצרן, ראינו כדור פורח טס גבוה.
ובכן, דמייני לעצמך שהיית מחליטה לתקשר עם נוסעי הכדור הפורח על ידי זריקת אבנים. דרך תקשורת די מקובלת במקומות מסויימים. אם הכדור הפורח טס גבוה מספיק, לא היית מצליחה: האבן שהיית זורקת היתה עפה קצת למעלה, אבל בסופו של דבר כח הכבידה של כדור הארץ היה מאט אותה ומחזיר אותה בחזרה לאדמה. ברור שאם היית יכולה לזרוק את האבן מאוד חזק, היא היתה מתחילה את טיסתה במהירות שיגור יותר גבוהה, ומגיעה גבוה יותר לפני שהיתה מסתובבת וחוזרת. מה שקובע עד כמה גבוה תגיע האבן, זה שילוב של שני גורמים. אחד, באיזו מהירות שלחת אותה מהיד. שניים, כח הכבידה של כדור הארץ. אם היינו חיים על הירח, למשל, שם כח הכבידה קטן פי שש, היית מצליחה ליירט את הכדור הפורח די בקלות (אוקיי, בהנחה שהוא היה טס באותו גובה). אם היינו חיים על צדק, לעומת זאת, היית מגיעה לפחות מחצי הגובה, כי כח הכבידה שם חזק יותר. ובכן, כח הכבידה באיזור של חור שחור הוא חזק כל כך שלא משנה באיזו מהירות היית זורקת אבן, היא הייתה חוזרת מיד. למעשה, כח הכבידה חזק כל כך, שאפילו אור לא מסוגל לצאת מחור שחור. מכאן שמו, ולכן לא חור שחום, לא חור אפרו- בלונדיני. שחור משחור, כמו שסבא משה היה אומר (ולא יושב לנגן בשום פסנתר, גג בכינור).
איפה משיגים כזה, המממ… אני יודע איפה יש כמה כאלה, אבל אני לא ממש יודע איך הם הגיעו לשם.
אני: ויש לכם תצפיות שמאששות את הקיום שלהם, או שזה מבוסס על ניחושים ותיאוריות?
הוא: יש הבדל בין ניחושים לתיאוריות, אגב. לא מעט רעיונות תיאורטיים התבררו בסופו של דבר כנכונים בעולם התופעות. במקרה של חורים שחורים, קיומם מחוייב המציאות מבחינה תיאורטית, אך בנוסף יש עדויות תצפיתיות לקיומם. הנה שתיים מהן. ראשית כל, תשמחי לדעת שאפילו בגלקסיה שלנו יש לפחות חור שחור אחד, ואפילו גדול.
החור השחור שלנו נמצא במרכז הגלקסיה, במרחק של עשרים וחמש אלף שנות אור מכאן, והמסה שלו היא בערך ארבע מיליון פעמים מסת השמש.
אני: סחתיין על המספר המרשים. אבל איך לכל החורים והרוחות אנחנו יודעים שהוא שם?
הוא: ובכן, רצה המקרה ובשכונה של החור השחור הזה, מסתובבים להם כמה כוכבים בהירים וגדולים, שאפשר לראות מכאן על כדור הארץ (עם טלסקופ מתאים, זמן פנוי, ובת זוג מפרגנת). כמה מהכוכבים האלה נעים במסלולים ברדיוס של כאלף פעמים רדיוס המסלול של כדור הארץ מסביב לשמש: קרוב מאוד מאוד במונחים קוסמיים. ממדידת מסלול הסיבוב של הכוכבים אפשר להסיק מהי מסת החור השחור שסביבו הם נעים, ומגיעים למספר שהזכרנו קודם – כארבע מיליון מסות שמש. אלא מה, ארבע מיליון מסות שמש, ולא רואים שם כלום! תחשבי על זה. את הכוכבים החביבים שמסתובבים שם רואים, אבל חתיכת זמבורה ששקולה במסתה למיליונים של כוכבים – לא רואים! זה חור שחור.
דוגמה שניה ואקטואלית היא הגילוי הישיר של גלי כבידה, ממש לאחרונה, החל משנת 2015. בניסוי מדהים שנערך בארצות הברית, וממוקם בשני אתרים שונים (חורתחת לואיזיאנה ואמצע שוםכלום וושינגטון, למי שמתעניין) נקלטו גלי כבידה מהתמזגות של שני חורים שחורים. תהליך המיזוג נחזה במדויק ע״י תורת היחסות הכללית. מאז כבר התגלו מיזוגים נוספים. בחלק מהמקרים, גלי הכבידה שהתגלו, צלחו מעל למיליארד שנות אור על פני היקום, עד שהגיעו אלינו למערכת השמש והתגלו בניסוי.
אני: חברה שואלת מה זה בכלל גלי כבידה… מה אני עונה לה?
הוא: את יכולה להגיד לה לחשוב על גלי כבידה כעל מעין קפלים קטנים (מאוד קטנים) במרחב-זמן, שנעים במהירות האור. לא, לא בלעתי פטריה בשוק איכרים וגם לא עישנתי נענע. זה הכל נכון, גוגל איט.
אני: מהמם. והחורים השחורים, באיזה גדלים זה מגיע?
הוא: הגדול הזה במרכז הגלקסיה שלנו, זה לארג׳. בגלקסיות אחרות, למשל אצל השכנים שלנו באנדרומדה, יש אקסטרה לארג׳: מאה מיליון מסות שמש! בגלקסיות אחרות חושבים שיש אפילו אקסטרה-אקסטרה לארג׳: עשרה מיליארד מסות שמש. אגב, מה זה בכלל גודל, זה עלול להישמע קצת מבלבל לייחס ״גודל״ למשהו שמתאר עיקום של המרחב-זמן. אבל זה לא באמת מסובך להבין, איך לומר, בגדול. החור השחור מנכס לעצמו חתיכה של מרחב שהוא נוגס החוצה משאר העולם (הוא עושה בעולם חור). מה שמתקרב יותר מדי לחתיכה החסרה, לא חוזר לעולם. יש איזור שאם מגיעים עד אליו ניתן עדיין לחזור ושנקרא ״אופק האירועים״, קו אדום תקראי לזה. רק שלא מצויר שם קו ולא כלום. עבור חור שחור בן מסת שמש אחת, הקו המפריד הוא איזור כדורי ברדיוס של שלושה קילומטרים. עבור חור שחור של מאה מיליון מסות שמש, הרדיוס הוא שלוש מאות מיליון קילומטרים. אנד סו און. בניסוי גלי הכבידה שהזכרנו למעלה, מדובר במסות של קצת פחות מעשר, עד כמה עשרות מסות שמש לחור 🙂 אותו ניסוי גם גילה, ממש לאחרונה, מיזוג של שני כוכבי ניוטרונים. תוצאת המיזוג הזה היא כנראה חור שחור של כשתיים – שלוש מסות שמש. קטנים יותר לא ראינו, ולא ידוע אם קיימים.
אני: מהכרות צפופה עם הגרביים שאתה מפזר בבית, מהרגע שחור קטן מופיע, יש לו נטייה לגדול. איך זה עם חורים שחורים?
הוא: יפה, כן, זה נכון גם עם החורים השחורים האחרים האלה. חורים שחורים גדלים כשחומר נופל לתוכם. החורים השחורים הענקיים שבמרכז הגלקסיות, למשל, בולעים כוכבים, וגם גז שנמצא בסביבה. כשהגז נופל לתוך החור השחור, הוא (הגז) מתחמם ופולט קרינה. במקרים מסויימים האנרגיה שמשתחררת בתהליך הזה יכולה להיות אדירה, והאור שמלווה אותה נראה, פשוטו כמשמעו, מקצה אחד של היקום עד לקצה השני: העצמים הגלקטיים הרחוקים ביותר שראינו אי פעם הם, מה שנקרא, ״גרעיני גלקסיה פעילים״, שמאירים כמו תאורת רחוב של אסגרד, ולדעת רבים מדובר בתופעה הזו של חומר שנופל לתוך חור שחור ענקי.
אני: כולם יודעים ששחור זה מרזה, אבל לפעמים מתחשק לגוון… מה לגבי חורים בירוק בקבוק או בורוד פוקסייה?
הוא: אחת התגליות המפורסמות של סטיבן הוקינג היתה, שחורים שחורים הם לא באמת לגמרי לגמרי שחורים. חורים שחורים כנראה – אם כי זה לא הוכח עדיין, ולא ברור מתי יהיה אפשרי להוכיח, אם בכלל – ובכן, הם כנראה זוהרים קצת. הזוהר הזה הוא תופעה שקשורה במכניקת הקוונטים. על רגל אחת, כמו שאומרים, אפשר לראות את זה כתהליך יצירה של חלקיקים מתוך האנרגיה שאגורה במרחב-זמן שמעוקם על ידי החור השחור. אם החלקיקים נוצרים ממש על קוו ההפרדה (אופק האירועים), אז ייתכן מצב שבו מתוך זוג חלקיקים שנוצרו, אחד יחצה את הקו וייפול לתוך החור, בעוד שהשני יעוף לו החוצה ויצטרף לשטף של קרינה שבורחת מאופק האירועים של החור. התהליך הזה מובן כתהליך סטטיסטי שמתאים לטמפרטורה מסויימת, כלומר, החור השחור אמור לזהור כמו נורת להט. נורות להט, כמו שכולם יודעים, זוהרות בצבע שתלוי בטמפרטורה שלהן. אז כן, אני מניח שאפשר בעיקרון למצוא חור שחור בירוק פוקסיה ואפילו בורוד בקבוק. הבעיה היא שתהליך הקרינה הזה מאוד לא יעיל, זניח ממש, לחורים השחורים הגדולים שדיברנו עליהם קודם ושיש לנו הוכחות ממשיות לקיומם. התהליך אמור להיות חשוב רק לחורים שחורים פיציים, חורי כיס כאלה, שאף פעם לא ראינו ושאין כיום שום תיאוריה משכנעת (בעיניי לפחות) שחוזה את קיומם בטבע.
אני: ידוע לך שאני סובלת מחרדות שונות ומשונות.
הוא: כן?
אני: האם יש לי סיבה לפתח חרדה כלשהי מחורים שחורים? האם קיים סיכון שניבלע כולנו יום אחד, או שאני יכולה להמשיך להשקיע אנרגיה בחרדות מנהגים ישראליים עם מרפק שזוף, ארנבים עם שברייה ופקידי שומה עם שומה מוגדלת?
הוא: אני חושב שהרבה יותר פרקטי שתשקיעי חרדות בנהגים ישראלים עם מרפק שזוף. החורים השחורים הגלקטיים האלה שדיברנו עליהם, הם נמצאים רחוק, הרבה הרבה הרבה יותר מדי רחוק מכדי להזיק לנו. הנזק היחיד שהם יכולים לעשות זה לגרום לי לכתוב יותר מדי פעמים הרבה, כי זה ממש, אבל ממש יותר מדי הרבה. את יודעת מה זה שנת אור? האור נע בשלוש מאות אלף קילומטרים לשניה, ובשנה אחת יש בערך שלושים מיליון שניות, אז שנת אור זה, נו, המון קילומטרים (9460730472581 קילומטר). פורגט איט.
אחת לכמה זמן, אגב, איזה נודניק מחליט להלחיץ את עצמו שאולי במאיץ החלקיקים בסרן אנחנו בטעות נייצר לנו חור שחור קטן שיאכל ויאכל ויגדל ויגדל, עד שיבלע את כולנו ביחד עם כדור הארץ. זאת שטות. לא צריך אגב להתבלבל מזה שאני קורא לזה שטות: זה לא בגלל שאני איזה זחוח, שבטוח שהוא יודע כל מה שיכול להיווצר בניסוי המאיץ שלנו. אני לא יודע (ואם הייתי יודע, לא היו קוראים לזה ניסוי). מה שאני כן יודע, אבל, זה שאנחנו לא כאלה גיבורים גדולים, במובן זה שהטבע בעצמו גם כן יודע להאיץ חלקיקים, ולמעשה, הוא עושה את זה כל הזמן. החלקיקים המואצים האלה באים אלינו מהחלל ונקראים ״חלקיקי קרינה קוסמית״. בכל רגע נתון כל סנטימטר מרובע באטמוספירה של כדור הארץ מופצץ בהמוני חלקיקי קרינה קוסמית כאלה, באנרגיות שונות. אם נסתכל ספציפית באנרגיה שרלוונטית להשוואה עם המאיצוש הקטן שלנו, אז במהלך הארבע מיליארד שנה האחרונות בהן התנהלו להם כאן החיים במסלולם התקין, היקום הפגיז את כדור הארץ בכעשרה מיליארד טריליון פרוטונים באותה אנרגיה שיש בניסוי שלנו. ולא קרה כלום! שום חור שחור לא בלע אף אחד. כדי להגיע למספר כזה של התנגשויות, נצטרך להפעיל את הניסוי החמוד שלנו באופן רצוף במשך יותר ממאה אלף שנה. קשה לי להאמין שמשלם המיסים יסכין עם המדיניות הזו.
אני: יש איזו אפליקצייה פרקטית לידע שלכם בנושא חורים שחורים?
הוא: לא ממש. לפחות לא עד שאיתמר יחליף לנו חיתול. אבל חורים שחורים הם אחד הביטויים המגניבים ביותר של תורת היחסות הכללית של איינשטיין והמחקר שלהם מאפשר לנו להבין יותר לעומק את התורה, שהיא בהחלט שימושית כבר היום מבחינה טכנולוגית. העקמומיות הקלה של המרחב-זמן שנוצרת סביב כדור הארץ, כתוצאה משדה הכבידה של כדור הארץ עצמו, היא אפקט שחייבים כבר היום להכניס בחישובים של מערכות ניווט לווייני. לא היית רוצה שאיזה טיל שיוט ייפול למישהו על בית הספר, נכון? העקמומיות הקטנה והמאוד פרקטית הזו במרחב-זמן סביב כדור הארץ, היא ביטוי עדין של אותה פיסיקה בדיוק, שבצורתה הפראית והלא מרוסנת, שולטת בתכונותיו של חור שחור. אני אישית, אגב, לא מוטרד במיוחד משאלות של פרקטיקה. בבוא העת, את הפרקטיקה ימצאו המהנדסים. אני מתרגש יותר מהיופי הטהור של העולם המטורף הזה. תהליך ההיווצרות של חור שחור הוא תהליך בו חומר ואנרגיה בצורתם הסטנדרטית – חלקיקים, אור, וכל זה – מתמזגים והופכים לדפוס של עקמומיות של מרחב זמן. לא עוד אור, לא עוד חלקיקים: רק חור שחור, חתיכה חסרה. שמעת פעם משהו יפה יותר מזה?
אני: לא, האמת היא שלא… ומה עמדתך, כתושב שוויץ, בנושא חורים בגבינה?
הוא: אישית, אני אוהב חורים בגבינה. למיטב ידיעתי, אגב, מדובר בפלוצים של חיידקים, אבל זה פחות התחום שלי. כדאי אולי שתקבעי לך דייט עם איזה גבן מנוטרדאם. סיימנו?
אני: בניחוח קליל זה נסיים. אני מודה לך בשם קוראי הבלוג שעדיין איתנו על השיחה המרתקת, ומזכירה לך רק, שהננסים הלבנים כרגע בעיצומים, ולכן בני הבית מתבקשים לאסוף את הגרביים מהסלון.
מקסים.תודה על השיעור
זה הגנים שלך רפי!
גם החכמתי וגם צחקתי.
וואלה לא ידעתי שאפשר לצחוק מחור שחור …
תודה! מרתק!
אוהבים אותך ברת המזל הראשונה!
בלוג מעולה! משובח, מלא מידע מוסבר באופן שכמעט אפשר להבין ומשעשע לאין קץ! בעד המשך ריאיונות כאלה
תודה לך יעל יקרה. שמחה לגלות שיש קהל גם לפוסטים הכבדים יותר. (:
הרמתם קצה של נושא כבד כמו קרן אור שמאירה חידה גדולה. תודה
כל הכבוד על הרעיון והבצוע.
מחכים להמשך..
איזה כיף. גם צחקתי וגם השכלתי. מעניין אם שולבו הערותיה של המראיינת בתשובות של הכותב דוגמת: "חורתחת לואיזיאנה ואמצע שוםכלום וושינגטון, למי שמתעניין".
המרואיין היצירתי תרם את חלקו. אני לא הפרעתי.