Jacob Bekenstein

Jacob Bekenstein

Jacob David Bekenstein (em hebraico: יעקב דוד בקנשטיין; 1 de maio de 1947 – 16 de agosto de 2015) foi um físico teórico mexicano-americano-israelense que fez contribuições fundamentais para a base da termodinâmica dos buracos negros e para outros aspectos das conexões entre informação e gravitação.

Início da vida e educação

Jacob Bekenstein nasceu na Cidade do México, filho de Joseph e Esther (nascida Vladaslavotsky), judeus poloneses que imigraram para o México. Ele mudou-se para os Estados Unidos durante sua juventude, obtendo a cidadania americana em 1968. Ele também era cidadão de Israel.

Bekenstein frequentou o Instituto Politécnico de Brooklyn, agora conhecido como a Escola de Engenharia Tandon da Universidade de Nova York, obtendo tanto um diploma de graduação quanto um mestrado em ciências em 1969. Ele prosseguiu para receber um doutorado pela Universidade de Princeton em 1972, trabalhando sob a direção de John Archibald Wheeler.

Bekenstein teve três filhos com sua esposa, Bilha. Todos os três filhos, Yehonadav, Uriya e Rivka Bekenstein, tornaram-se cientistas. Bekenstein era conhecido como um homem religioso e crente, sendo citado dizendo: "Eu olho para o mundo como um produto de Deus; Ele estabeleceu leis muito específicas e nós nos deleitamos em descobri-las através do trabalho científico".

Carreira científica

Em 1972, Bekenstein já havia publicado três artigos influentes sobre o fenômeno estelar dos buracos negros, postulando o teorema da calvície e apresentando uma teoria sobre a termodinâmica dos buracos negros. Nos anos seguintes, Bekenstein continuou sua exploração dos buracos negros, publicando artigos sobre sua entropia e massa quântica.

Bekenstein foi pesquisador de pós-doutorado na Universidade do Texas em Austin de 1972 a 1974. Ele então imigrou para Israel para dar palestras e ensinar na Universidade Ben-Gurion do Negev em Bersebá. Em 1978, tornou-se professor titular e, em 1983, chefe do departamento de astrofísica.

Em 1990, tornou-se professor na Universidade Hebraica de Jerusalém e foi nomeado chefe do seu departamento de física teórica três anos depois. Foi eleito para a Academia Israelense de Ciências e Humanidades em 1997. Foi acadêmico visitante no Instituto de Estudos Avançados em 2009 e 2010.

Além de palestras e residências ao redor do mundo, Bekenstein continuou a servir como professor Polak de física teórica na Universidade Hebraica até sua morte aos 68 anos, em Helsinque, Finlândia. Ele morreu inesperadamente em 16 de agosto de 2015, poucos meses depois de receber o Prêmio Einstein da Sociedade Americana de Física "por seu trabalho inovador sobre a entropia dos buracos negros, que lançou o campo da termodinâmica dos buracos negros e transformou o longo esforço para unificar a mecânica quântica e a gravitação". Ele morreu enquanto visitava Helsinque.

Contribuições para a física

Em 1972, Bekenstein foi o primeiro a sugerir que os buracos negros deveriam ter uma entropia bem definida. Ele escreveu que a entropia de um buraco negro era proporcional à área do seu horizonte de eventos. Bekenstein também formulou a segunda lei generalizada da termodinâmica, a termodinâmica dos buracos negros, para sistemas que incluem buracos negros. Ambas as contribuições foram confirmadas quando Stephen Hawking (e, independentemente, Zeldovich e outros) propuseram a existência da radiação Hawking dois anos depois. Hawking inicialmente se opôs à ideia de Bekenstein sob o fundamento de que um buraco negro não poderia irradiar energia e, portanto, não poderia ter entropia. No entanto, em 1974, Hawking realizou um longo cálculo que o convenceu de que partículas podem, de fato, ser emitidas de buracos negros. Hoje, isso é conhecido como radiação Hawking. O orientador de doutorado de Bekenstein, John Archibald Wheeler, também trabalhou com ele para desenvolver o teorema da calvície, uma referência ao ditado de Wheeler de que "buracos negros não têm cabelo", no início da década de 1970. A sugestão de Bekenstein provou ser instável, mas foi influente no desenvolvimento do campo.

Com base em seu trabalho sobre termodinâmica de buracos negros, Bekenstein também demonstrou o limite de Bekenstein: existe um máximo para a quantidade de informação que pode potencialmente ser armazenada em uma determinada região finita do espaço que possui uma quantidade finita de energia (o que é semelhante ao princípio holográfico).

Em 1982, Bekenstein desenvolveu uma estrutura rigorosa para generalizar as leis do eletromagnetismo para lidar com constantes físicas inconstantes. Sua estrutura substitui a constante de estrutura fina por um campo escalar. No entanto, essa estrutura para constantes variáveis não incorporava a gravidade.

Em 2004, Bekenstein impulsionou a teoria da Dinâmica Newtoniana Modificada (MOND) de Mordehai Milgrom desenvolvendo uma versão relativística. É conhecida como TeVeS para Tensor/Vetor/Escalar e introduz três campos diferentes no espaço-tempo para substituir o único campo gravitacional.

Prêmios e reconhecimento

- Prêmio Ernst David Bergmann de Ciência (Israel) em 1977

- Prêmio Landau de Pesquisa em Física (Israel) em 1981

- Primeiro prêmio de ensaio da Gravity Research Foundation (Estados Unidos) em 1981

- Prêmio Rothschild em Ciências Físicas em 1988

- Eleito para a Academia Israelense de Ciências e Humanidades em 1997

- Segundo prêmio de ensaio da Gravity Research Foundation em 2001

- Eleito para a Academia Judaica Mundial de Ciências em 2003

- Prêmio Weizmann em Ciências Exatas (Tel Aviv, Israel) em 2011

- Prêmio Einstein da Sociedade Americana de Física em 2015

Obras publicadas

- J. D. Bekenstein, Information in the Holographic Universe. Scientific American, Volume 289, Número 2, agosto de 2003, p. 61.

- J. D. Bekenstein e 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 (jan. 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]