Jacob Bekenstein
Jacob David Bekenstein (İbranice: יעקב דוד בקנשטיין; 1 Mayıs 1947 – 16 Ağustos 2015), kara delik termodinamiğinin temellerine ve bilgi ile kütleçekimi arasındaki bağlantıların diğer yönlerine temel katkılarda bulunan Meksika doğumlu Amerikalı-İsrailli teorik fizikçidir.
Erken yaşamı ve eğitimi
Jacob Bekenstein, Meksika'ya göç eden Polonyalı Yahudiler Joseph ve Esther'in (kızlık soyadı Vladaslavotsky) oğlu olarak Mexico City'de doğdu. Gençliğinde Amerika Birleşik Devletleri'ne taşındı ve 1968'de ABD vatandaşlığı aldı. Aynı zamanda İsrail vatandaşıydı.
Bekenstein, günümüzde New York Üniversitesi Tandon Mühendislik Okulu olarak bilinen Brooklyn Politeknik Enstitüsü'ne devam etti ve 1969'da hem lisans hem de yüksek lisans derecelerini aldı. 1972'de John Archibald Wheeler'ın yönetiminde çalışarak Princeton Üniversitesi'nden doktora derecesini aldı.
Bekenstein'ın eşi Bilha'dan üç çocuğu oldu. Üç çocuğu da (Yehonadav, Uriya ve Rivka Bekenstein) bilim insanı oldu. Dindar ve inançlı bir adam olarak bilinen Bekenstein'ın şu sözleri aktarılır: "Dünyaya Tanrı'nın bir ürünü olarak bakıyorum; O çok özel yasalar koydu ve biz de bilimsel çalışmalar yoluyla bunları keşfetmekten zevk alıyoruz."
Bilimsel kariyeri
1972'ye gelindiğinde Bekenstein, kara deliklerin yıldız fenomeni hakkında üç etkili makale yayınlamış, "saçsızlık teoremi"ni (no-hair theorem) öne sürmüş ve kara delik termodinamiği üzerine bir teori sunmuştu. Sonraki yıllarda Bekenstein, kara delik araştırmalarına devam ederek entropileri ve kuantum kütleleri üzerine makaleler yayınladı.
Bekenstein, 1972'den 1974'e kadar Austin'deki Texas Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacıydı. Daha sonra İsrail'e göç ederek Beerşeba'daki Negev Ben-Gurion Üniversitesi'nde ders verdi ve eğitim verdi. 1978'de tam profesör oldu ve 1983'te astrofizik bölümünün başına geçti.
1990'da Kudüs İbrani Üniversitesi'nde profesör oldu ve üç yıl sonra teorik fizik bölümünün başına atandı. 1997'de İsrail Bilim ve Beşeri Bilimler Akademisi'ne seçildi. 2009 ve 2010 yıllarında İleri Araştırmalar Enstitüsü'nde misafir akademisyen olarak bulundu.
Dünyanın dört bir yanındaki derslerinin ve misafir öğretim üyeliğinin yanı sıra, Bekenstein, 68 yaşında Finlandiya'nın Helsinki kentinde hayatını kaybedene kadar İbrani Üniversitesi'nde teorik fizik Polak profesörü olarak görev yapmaya devam etti. 16 Ağustos 2015'te, Amerikan Fizik Derneği'nin Einstein Ödülü'nü aldıktan sadece aylar sonra, "kara delik termodinamiği alanını başlatan ve kuantum mekaniği ile kütleçekimini birleştirme çabalarını dönüştüren kara delik entropisi üzerindeki çığır açan çalışmaları nedeniyle" beklenmedik bir şekilde hayatını kaybetti. Helsinki'ye yaptığı bir ziyaret sırasında öldü.
Fiziğe katkıları
1972'de Bekenstein, kara deliklerin iyi tanımlanmış bir entropiye sahip olması gerektiğini öne süren ilk kişiydi. Bir kara deliğin entropisinin, olay ufkunun alanıyla orantılı olduğunu yazdı. Bekenstein ayrıca, kara delikleri içeren sistemler için termodinamiğin genelleştirilmiş ikinci yasasını, yani kara delik termodinamiğini formüle etti. Her iki katkı da iki yıl sonra Stephen Hawking (ve bağımsız olarak Zeldovich ve diğerleri) Hawking radyasyonunun varlığını öne sürdüğünde doğrulandı. Hawking başlangıçta, bir kara deliğin enerji yayamayacağı ve dolayısıyla entropiye sahip olamayacağı gerekçesiyle Bekenstein'ın fikrine karşı çıkmıştı. Ancak 1974'te Hawking, parçacıkların gerçekten kara deliklerden yayılabileceğine onu ikna eden uzun bir hesaplama yaptı. Bugün bu, Hawking radyasyonu olarak bilinir. Bekenstein'ın doktora danışmanı John Archibald Wheeler da 1970'lerin başında, Wheeler'ın "kara deliklerin saçı yoktur" sözüne atıfta bulunan saçsızlık teoremini geliştirmek için onunla birlikte çalıştı. Bekenstein'ın önerisi istikrarsız olarak kanıtlandı ancak alanın gelişiminde etkili oldu.
Kara delik termodinamiği üzerine yaptığı çalışmalara dayanarak Bekenstein, "Bekenstein sınırı"nı da gösterdi: Sınırlı miktarda enerjiye sahip belirli bir sınırlı uzay bölgesinde potansiyel olarak depolanabilecek bilgi miktarının bir maksimumu vardır (bu, holografik ilkeye benzer).
1982'de Bekenstein, değişmeyen fiziksel sabitleri ele almak için elektromanyetizma yasalarını genelleştirmek üzere titiz bir çerçeve geliştirdi. Çerçevesi, ince yapı sabitini bir skaler alanla değiştirir. Ancak, değişen sabitler için olan bu çerçeve kütleçekimini içermiyordu.
2004 yılında Bekenstein, göreli bir versiyon geliştirerek Mordehai Milgrom'un Değiştirilmiş Newton Dinamiği (MOND) teorisini güçlendirdi. Tensör/Vektör/Skaler için TeVeS olarak bilinir ve tek bir kütleçekim alanının yerini almak üzere uzay-zamana üç farklı alan ekler.
Ödüller ve tanınma
- 1977 Ernst David Bergmann Bilim Ödülü (İsrail)
- 1981 Landau Fizik Araştırma Ödülü (İsrail)
- 1981 Gravity Research Foundation (ABD) birincilik ödülü
- 1988 Rothschild Fizik Bilimleri Ödülü
- 1997 İsrail Bilim ve Beşeri Bilimler Akademisi'ne seçildi
- 2001 Gravity Research Foundation ikincilik ödülü
- 2003 Dünya Yahudi Bilimler Akademisi'ne seçildi
- 2011 Weizmann Kesin Bilimler Ödülü (Tel Aviv, İsrail)
- 2015 Amerikan Fizik Derneği Einstein Ödülü
Yayınlanmış eserleri
- J. D. Bekenstein, Information in the Holographic Universe. Scientific American, Cilt 289, Sayı 2, Ağustos 2003, s. 61.
- J. D. Bekenstein ve 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 (Ocak 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]
