كانت رؤية بنروز حافزًا مهما وجعلت آخرين يُفكرون في الديناميكا الحرارية للثقوب السوداء. إذ أظهر، مع آر إم فلويد أنَّ مساحة أفق الحدث المحيط بالثقب الأسود تميل، في تلك العملية التي تخيلها، إلى أن تزداد. بدأ ستيفن هوكينج العمل على المخطط الذكي الذي تصوره بنروز. وصحيح أنَّ المساحة تعتمد على الكتلة والزخم الزاوي (والشحنة) بطريقة معقدة بعض الشيء، لكن هوكينج استطاع إثبات أنَّ مساحة هذه المنطقة، في أي عملية فيزيائية دائمًا ما تزداد أو تبقى كما هي وإحدى تبعات هذه النتيجة المثيرة للاهتمام أنَّه في حالة اندماج ثُقبين أسودَين، تكون مساحة أفق الحدث المحيط بالثقب الأسود الناتج من اندماجهما أكبر من مجموع مساحتي منطقتي أفق الحدث المحيطتين بالثقبين الأسودين الأصليين. (يتماشى هذا مع تصوراتنا البديهية لأن نصف قطر أفق الحدث يتناسب مع الكتلة، ولأنه من المعروف تمامًا أنَّ مساحة السطح تعتمد على نصف القطر).

وهذه هي نفس نوعية السلوك الذي نراه لدى الإنتروبيا في الديناميكا الحرارية؛ ولذا بدأ البعض يتساءل عما إذا كان ثمة ارتباط ما بين إنتروبيا الثقب الأسود ومساحته. هل هذا أكثر من مجرد تشابه مُثير للاهتمام؟ انطلق أحد طلاب جون ويلر، وهو جيكوب بیکنشتاين، قُدُمًا في هذه الطريق مباشرة واقترح وجود علاقة مباشرة بينهما في أطروحته لرسالة الدكتوراه. إذ استعان بيكنشتاين بالأفكار المستمَدَّة من نظرية المعلومات الخاصة بالديناميكا الحرارية ليؤكد أن مساحة أفق الحدث المحيط بالثقب الأسود تتناسب مع الإنتروبيا الخاصة به. (تعني العلاقة التي اختارها أنك إذا أخذت مساحة أفق الحدث وقسمتها على أحد الثوابت الفيزيائية الأساسية، وهو مساحة بلانك، التي تبلغ حوالي ^70-10 أمتار مربعة، مضروبًا في عامل عددي، فستحصل على قيمة إنتروبيا الثقب الأسود. وهكذا فاختيار الوحدات يجعل إنتروبيا الثقب الأسود هائلة للغاية.)

لم يُصدِّق هوكينج نتائج بيكنشتاين في البداية، ولكن بعدما تفحصها بمزيد من التعمق، لم يستطع تأكيد صحة هذا النهج فحسب، بل تمكّن أيضًا من تعميق فَهمنا لكيفية سير آليات الديناميكا الحرارية للثقب الأسود. ربما يكون من المفيد فهم كيفية إجراء هذه التحليلات كي يتسنى للمرء إدراك قوتها والحدود التي تجعلها قاصرةً أيضًا. والطريقة المثالية للنجاح في سبر أغوار هذا المجال هي استخدام مزيج من ميكانيكا الكم والنسبية العامة، يُسمى الجاذبية الكمية، لدراسة الأنظمة التي تتّسم بأنها صغيرة جدًّا، مثل نقاط التفرُّد في ثقب أسود، لكنها في الوقت نفسه تشهد اضطلاع الجاذبية بتأثير كبير. ومع الأسف ليس لدينا نظرية جيدة عن الجاذبية الكمية حاليا. ولكن من الطرق المناسبة استخدام النسبية العامة لنمذجة الكيفية التي ينحني بها نسيج الزمكان ثم استخدام ذلك مع ميكانيكا الكم لفهم سلوك الجسيمات في نسيج الزمكان المنحني. كان هذا هو النهج الذي اتبعه هوكينج لمحاولة فهم الديناميكا الحرارية للثقوب السوداء.

مواضيع ذات صلة

الثقوب السوداء

الطبيعة المتفردة للجاذبية

يمكن كشف التموجات الناتجة عن تصادم الثقوب السوداء في الفضاء

لماذا ندرس الثقوب السوداء؟

ماذا يحدث عند سقوط ثقب أسود في ثقب أسود؟

إطلاق النفثات

جمال التناظر

أشباه النجوم الميكروية

الثقوب السوداء لا تمتص فقط

كيف يمكن قياس سرعة دوران الثقب الأسود؟

ما خصائص الأقراص التراكمية وما مدى سخونتها؟

مادة دوامية الحركة