يعقوب بيكنشتاين

يعقوب بيكنشتاين

كان يعقوب ديفيد بيكنشتاين (بالعبرية: יעקב דוד בקנשטיין؛ 1 مايو 1947 – 16 أغسطس 2015) فيزيائياً نظرياً مكسيكياً أمريكياً إسرائيلياً قدم مساهمات أساسية في أسس ديناميكا حرارة الثقوب السوداء وجوانب أخرى من الروابط بين المعلومات والجاذبية.

الحياة المبكرة والتعليم

ولد يعقوب بيكنشتاين في مدينة مكسيكو لأبوين هما جوزيف وإستر (ني فلاديسلافوتسكي)، وهما يهوديان بولنديان هاجرا إلى المكسيك. انتقل إلى الولايات المتحدة في شبابه، وحصل على الجنسية الأمريكية في عام 1968. كما كان مواطناً إسرائيلياً.

التحق بيكنشتاين بمعهد بروكلين للفنون التطبيقية، المعروف الآن باسم كلية تاندون للهندسة بجامعة نيويورك، وحصل على درجتي البكالوريوس والماجستير في العلوم في عام 1969. ثم حصل على درجة الدكتوراه من جامعة برينستون في عام 1972، حيث عمل تحت إشراف جون أرشيبالد ويلر.

أنجب بيكنشتاين ثلاثة أطفال من زوجته بيلها. أصبح أطفاله الثلاثة، يهوناداف وأوريا وريفكا بيكنشتاين، علماء. كان بيكنشتاين معروفاً بكونه رجلاً متديناً ومؤمناً، وقد نُقل عنه قوله: "أنا أنظر إلى العالم كمنتج لله، فقد وضع قوانين محددة للغاية ونحن نستمتع باكتشافها من خلال العمل العلمي".

المسيرة العلمية

بحلول عام 1972، كان بيكنشتاين قد نشر ثلاث أوراق بحثية مؤثرة حول ظاهرة الثقوب السوداء النجمية، واضعاً فرضية "نظرية عدم وجود شعر" ومقدماً نظرية حول ديناميكا حرارة الثقوب السوداء. في السنوات التالية، واصل بيكنشتاين استكشافه للثقوب السوداء، ونشر أوراقاً بحثية حول إنتروبيتها وكتلتها الكمومية.

عمل بيكنشتاين كباحث ما بعد الدكتوراه في جامعة تكساس في أوستن من عام 1972 إلى 1974. ثم هاجر إلى إسرائيل لإلقاء المحاضرات والتدريس في جامعة بن غوريون في النقب في بئر السبع. في عام 1978، أصبح أستاذاً متفرغاً، وفي عام 1983، رئيساً لقسم الفيزياء الفلكية.

في عام 1990، أصبح أستاذاً في الجامعة العبرية في القدس وعُين رئيساً لقسم الفيزياء النظرية بعد ثلاث سنوات. انتُخب عضواً في الأكاديمية الإسرائيلية للعلوم والإنسانيات في عام 1997. وكان باحثاً زائراً في معهد الدراسات المتقدمة في عامي 2009 و2010.

بالإضافة إلى المحاضرات والإقامات في جميع أنحاء العالم، واصل بيكنشتاين العمل كأستاذ بولاك للفيزياء النظرية في الجامعة العبرية حتى وفاته عن عمر يناهز 68 عاماً في هلسنكي، فنلندا. توفي بشكل غير متوقع في 16 أغسطس 2015، بعد أشهر فقط من حصوله على جائزة أينشتاين من الجمعية الفيزيائية الأمريكية "لعمله الرائد في إنتروبيا الثقوب السوداء، الذي أطلق مجال ديناميكا حرارة الثقوب السوداء وحول الجهد الطويل لتوحيد ميكانيكا الكم والجاذبية". توفي أثناء زيارة إلى هلسنكي.

المساهمات في الفيزياء

في عام 1972، كان بيكنشتاين أول من اقترح أن الثقوب السوداء يجب أن يكون لها إنتروبيا محددة جيداً. وكتب أن إنتروبيا الثقب الأسود تتناسب مع مساحة أفق الحدث الخاص به. كما صاغ بيكنشتاين القانون الثاني المعمم للديناميكا الحرارية، ديناميكا حرارة الثقوب السوداء، للأنظمة التي تشمل الثقوب السوداء. تم تأكيد كلتا المساهمتين عندما اقترح ستيفن هوكينغ (بشكل مستقل، زيلدوفيتش وآخرون) وجود إشعاع هوكينغ بعد عامين. كان هوكينغ قد عارض في البداية فكرة بيكنشتاين على أساس أن الثقب الأسود لا يمكنه إشعاع الطاقة وبالتالي لا يمكن أن يكون له إنتروبيا. ومع ذلك، في عام 1974، أجرى هوكينغ حساباً طويلاً أقنعه بأن الجسيمات يمكن بالفعل أن تنبعث من الثقوب السوداء. اليوم يُعرف هذا باسم إشعاع هوكينغ. عمل مشرف الدكتوراه الخاص ببيكنشتاين، جون أرشيبالد ويلر، معه أيضاً لتطوير نظرية عدم وجود شعر، وهي إشارة إلى قول ويلر بأن "الثقوب السوداء ليس لها شعر"، في أوائل السبعينيات. ثبت أن اقتراح بيكنشتاين غير مستقر، لكنه كان مؤثراً في تطوير هذا المجال.

بناءً على عمله في ديناميكا حرارة الثقوب السوداء، أثبت بيكنشتاين أيضاً "حد بيكنشتاين": هناك حد أقصى لكمية المعلومات التي يمكن تخزينها محتملاً في منطقة محدودة معينة من الفضاء لها كمية محدودة من الطاقة (وهو ما يشبه المبدأ الهولوغرافي).

في عام 1982، طور بيكنشتاين إطاراً صارماً لتعميم قوانين الكهرومغناطيسية للتعامل مع الثوابت الفيزيائية غير الثابتة. يستبدل إطاره ثابت البنية الدقيقة بمجال عددي. ومع ذلك، فإن هذا الإطار للثوابت المتغيرة لم يدمج الجاذبية.

في عام 2004، عزز بيكنشتاين نظرية الديناميكا النيوتنية المعدلة (MOND) لموردخاي ميلغروم من خلال تطوير نسخة نسبية. تُعرف باسم TeVeS للموتر/المتجه/العددي، وهي تقدم ثلاثة مجالات مختلفة في الزمكان لاستبدال مجال الجاذبية الواحد.

الجوائز والتقدير

- جائزة إرنست ديفيد بيرجمان للعلوم (إسرائيل) عام 1977

- جائزة لانداو للبحث في الفيزياء (إسرائيل) عام 1981

- الجائزة الأولى لمقال مؤسسة أبحاث الجاذبية (الولايات المتحدة) عام 1981

- جائزة روتشيلد في العلوم الفيزيائية عام 1988

- انتُخب للأكاديمية الإسرائيلية للعلوم والإنسانيات عام 1997

- الجائزة الثانية لمقال مؤسسة أبحاث الجاذبية عام 2001

- انتُخب للأكاديمية اليهودية العالمية للعلوم عام 2003

- جائزة وايزمان في العلوم الدقيقة (تل أبيب، إسرائيل) عام 2011

- جائزة أينشتاين من الجمعية الفيزيائية الأمريكية عام 2015

الأعمال المنشورة

- J. D. Bekenstein, Information in the Holographic Universe. Scientific American, المجلد 289, العدد 2, أغسطس 2003, ص 61.

- J. D. Bekenstein and M. Schiffer, Quantum Limitations on the Storage and Transmission of Information, Int. J. of Modern Physics 1:355–422 (1990).

- J. D. Bekenstein, Entropy content and information flow in systems with limited energy, Phys. Rev. D 30:1669–1679 (1984) . [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Communication and energy, Phys. Rev A 37(9):3437–3449 (1988) . [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Entropy bounds and the second law for black holes, Phys. Rev. D 27(10):2262–2270 (1983). [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Specific entropy and the sign of the energy, Phys. Rev. D 26(4):950–953 (1982). [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Black holes and everyday physics, General Relativity and Gravitation, 14(4):355–359 (1982). [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Universal upper bound to entropy-to-energy ratio for bounded systems, Phys. Rev. D 23:287–298 (1981). [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Energy cost of information transfer, Phys. Rev. Lett 46:623–626. (1981). [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Black-hole thermodynamics, Physics Today, 24–31 (يناير 1980).

- J. D. Bekenstein, Statistical black hole thermodynamics, Phys. Rev. D 12:3077–3085 (1975). [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Generalized second law of thermodynamics in black hole physics, Phys. Rev. D 9:3292–3300 (1974) . [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Black holes and entropy, Phys. Rev. D 7:2333–2346 (1973). [citeseer]

- J. D. Bekenstein, Black holes and the second law, Nuovo Cimento Letters 4:737–740 (1972).

- J. D. Bekenstein, Nonexistence of baryon number of static black holes, Phys. Rev. D 5:2403–2412 (1972). [citeseer]