Учёный

Jacob Bekenstein

1947–2015 · теоретическая физика, гравитация
Израильско-мексиканский физик-теоретик, создавший основы термодинамики чёрных дыр. Будучи аспирантом Принстона, он рискнул предположить, что чёрные дыры обладают энтропией, пропорциональной площади горизонта, тем самым соединив общую теорию относительности и квантовую механику. Его идеи, первоначально отвергнутые Хокингом, привели к совместной формулировке энтропии Бекенштейна–Хокинга.

Биография

Родился в Мехико, семья переехала в Израиль. Учился в Технионе (Хайфа), затем в Принстонском университете под руководством Джона Уилера. Профессор Еврейского университета в Иерусалиме. Лауреат премии Вольфа по физике, премии Израиля. Его идеи способствовали созданию голографического принципа.

Ключевые открытия

💡 Идея об энтропии чёрных дыр пришла к Бекенштейну под впечатлением от мысленного эксперимента с чашкой горячего чая, брошенной в чёрную дыру. Его научный руководитель Джон Уилер поддержал его, сказав: «Ты совершил огромную ошибку, и тебя за это осудят, но я хочу, чтобы ты ошибался вместе со мной».
"Учёный говорил, что чёрные дыры — не вечные тюрьмы, как считалось раньше, и что вещи могут выбраться из чёрной дыры как наружу, так и, возможно, в другую вселенную."
Понятия
чёрная дыраэнтропиягравитацияискривление пространства-времени
Законы
энтропия Бекенштейна–Хокингаизлучение хокингатеорема об отсутствии волосголографический принциптеорема Хокинга о площадитеорема Бекенштейна о границе
Учёные
Robert HookeFritz ZwickyKarl SchwarzschildJoseph WeberStephen HawkingSubrahmanyan ChandrasekharRainer WeissWilhelm Wien

Статьи с его участием

Климатические сети: как Эль-Ниньо рвёт невидимые нити
Гамак, сплетённый из тысяч верёвочек, натянут между континентами. Каждая верёвочка — это связь между двумя точками планеты: когда в одном месте теплеет, в другом холодает, и так изо дня в день. Пока гамак цел, он держит климат в привычном ритме. Но раз в несколько лет приходит Эль-Ниньо, тёплое течение у берегов Перу, и верёвочки начинают лопаться.
Двойной скачок климата XX века
Температура океана поднималась не как вода в ванне, а как человек по лестнице: два широких шага вверх, а между ними и вокруг них — волны естественных колебаний, которые накатывают и отступают. Первый шаг случился в 1925/26 годах, второй — в 1987/88. Каждый добавлял к средней температуре около 0.28°C в тропиках и 0.36°C в северных средних широтах.
Климат идёт ступенями, а не по наклонной
Термометр на кухне не ползёт вверх постепенно, когда включают плиту: сначала он долго стоит на месте, потом вдруг прыгает на несколько градусов. Примерно так же, по расчётам исследователей, вела себя глобальная температура с 1950 по 2013 год. Сначала из данных HadCRUT4 вычли линейное влияние Эль-Ниньо, чтобы убрать естественную «рябь» океана.
Термометр, который слышит пульс Индии
Термометр на метеостанции в Дели не знает, что он часть большого уха. Каждый день он записывает температуру, и за сорок лет таких записей накопилось столько, что можно услышать, как дышит целый субконтинент. Индийский метеорологический департамент разбил всю сушу страны на квадраты по одному градусу и снимал показания с 1970 по 2009 год. Получилась плотная сетка, какой раньше не было ни у кого.
Спидометр климата: как увидеть скрытое вращение погодных циклов
Стрелка спидометра в автомобиле показывает, с какой скоростью крутятся колёса. В климатической системе тоже есть вращение, только невидимое: оно происходит в пространстве состояний, где каждая точка — это сочетание температуры океана, глубины тёплого слоя и других параметров.
Климат как слоёный пирог: континенты, зоны и сезоны в XX веке
Пекарь ставит в печь слоёный пирог: тесто одно, жар один, но каждый слой пропекается по-своему. Тонкая корочка сверху уже румянится, а середина ещё сыровата. С климатом Земли происходит похожее: планета нагревается, но разные её части делают это в разном темпе и в разное время. Чтобы увидеть эту неравномерность, учёные разложили 130 лет наблюдений на слои: шесть континентов, семь широтных полос и восемь сезонов.
Запад против востока: кто управляет Эль-Ниньо
Тихий океан размером с половину планеты, а его настроение решает, будут ли дожди в Индии или засуха в Австралии. В центре этого гиганта, в области с координатами, которые климатологи называют NINO3.4, температура воды то поднимается, то опускается, и от этого зависят миллионы жизней.
Климат как переводчик: слышим смену темы, а не громкость
Переводчик на переговорах слышит не только громкость голоса, но и смену темы. Климатологи долго слушали лишь громкость: среднюю температуру. Если она растёт, значит, планета теплеет. Но за средним прячутся события, которые важнее тренда: жара, морозы, резкие перемены. В первое десятилетие XXI века потепление замедлилось, и средние тренды почти не показывали изменений, хотя в системе происходили сдвиги.
Рентгеновская оболочка выдаёт взрыв сверхновой в микроквазаре SS 433
К северу от микроквазара SS 433, в мягком рентгеновском диапазоне, проступила дуга. Слабая, размытая, но упрямо повторяющая контуры, которые уже были знакомы по радионаблюдениям. Астрономы изучили её спектр — и увидели газ, нагретый до одиннадцати миллионов кельвинов. Газ, который не мог нагреться ни джетами, ни ветром аккреционного диска.
Карта города, где улицы прежние, а расстояния изменились
Город нарисован на листе бумаги. Улицы те же, перекрёстки на местах, но расстояния между кварталами вдруг изменились. Так выглядит трёхмерная чёрная дыра BTZ в модифицированной гравитации: метрика — карта города — осталась прежней, а вот космологическая постоянная, задающая масштаб, получила поправки.
Ночные вспышки: охота за мгновенными сигналами
Светлячок вспыхивает на одну десятимиллиардную долю секунды где-то над сибирской тайгой. Увидеть такое невозможно, но установка TAIGA-HiSCORE, разбросанная по долине в Тункинском районе Бурятии, пыталась поймать именно такие вспышки — только не от насекомых, а из глубин космоса. Обычно эта система из множества светочувствительных детекторов ловит частицы космических лучей, которые врезаются в атмосферу Земли.
Квантовая рябь, разгонявшая Вселенную
В первые мгновения после Большого взрыва пространство расширялось с невероятной скоростью. Крошечная квантовая рябь, заложенная в самом принципе неопределённости, расталкивала вещество сильнее, чем любая известная сила. Эта рябь — обобщённый принцип неопределённости, или GUP.
Отпечатки квантовой геометрии в тени чёрной дыры
Тень чёрной дыры — это не просто тёмный силуэт. Это отпечаток всей геометрии пространства-времени, включая самые тонкие квантовые эффекты. Когда астрофизики смотрят на снимки горизонта событий, они видят не чёрный диск, а слоёный пирог из искривлённого пространства, экзотической материи и квантовой пены.
Квантовые исправления чёрных дыр Ван-дер-Ваальса: универсальность и топология
Чёрная дыра в анти-де Ситтеровском пространстве — не пустота, а скорее кастрюля с кипящей жидкостью. У этой жидкости есть две фазы: маленькие и большие чёрные дыры, как пар и вода. При определённом давлении они сливаются в критической точке — ровно как вода при 374 °C и 218 атмосферах теряет разницу между жидкостью и газом.
Тёмный сектор на качелях: скалярная пружина решает космологические загадки
Два телескопа смотрят в одну Вселенную и видят разные скорости. Локальные измерения на сверхновых дают 73.04 ± 1.04 км/с/Мпк, а данные реликтового излучения в стандартной модели предсказывают 67.36 ± 0.54. Расхождение в 5.7σ не похоже на случайность — это напряжение Хаббла, трещина в фундаменте космологии.
Слушая чёрные зеркала гравитационным излучением
Обычная чёрная дыра — идеальный пожиратель: всё, что пересекает её горизонт, исчезает навсегда. Но в последние десятилетия эта картина трещит по швам. Информационный парадокс, сингулярности, файрволы — теоретики ищут выход, и один из кандидатов на замену — чёрное зеркало. Это объект с той же внешней гравитацией, но с горизонтом, который не поглощает, а отражает.
Космический гончар: как вращение и магнитное поле лепят чёрную дыру
23 ноября 2023 года детекторы LIGO, Virgo и KAGRA поймали гравитационную волну от слияния двух чёрных дыр массами 137 и 103 массы Солнца. Обе попали в щель парной нестабильности — диапазон от 69 до 139 солнечных масс, где обычная эволюция звёзд не оставляет после себя ничего, кроме разлетающегося газа.
Энтропия как источник частиц: от битов к веществу
В 1989 году Джон Уилер сформулировал дерзкую идею: «it from bit» — всё сущее из информации. Долгое время это оставалось красивой метафорой, но теперь физики нашли конкретный механизм, превращающий биты в частицы. Оказалось, что энтропия запутанности — мера квантовой связанности — может играть роль дирижёра, управляющего рождением вещества.
Закрученный свет выдаёт заряд чёрной дыры
Телескоп горизонта событий смотрит на M87* и видит не просто кольцо света вокруг тёмного провала. Этот свет закручен, как штопор. Волновой фронт несёт винтовую структуру, которую физики называют орбитальным угловым моментом.
Сердцебиение против шума: как распознать хаос у чёрной дыры
В 2019 году телескоп Event Horizon подарил человечеству первое изображение тени чёрной дыры. С тех пор астрофизики мечтают о большем: увидеть, как вещество движется в самой воронке пространства-времени. Одна из загадок — хаос. Теория предсказывает, что орбиты частиц у чёрной дыры могут быть регулярными, как сердцебиение, или хаотическими, как шум.
Магнитное рождение первичных чёрных дыр: тёмная материя из ранней Вселенной
Вселенная после Большого взрыва была почти идеально однородной. Почти — потому что крошечные неоднородности плотности, растянутые инфляцией, стали зародышами галактик. Но что, если эти же неоднородности могли рождать не только звёзды, но и чёрные дыры?
Фермионная любовь чёрных дыр
Чёрная дыра в общей теории относительности долго слыла идеальным зеркалом: какие бы поля на неё ни падали, она не деформировалась. Приливные числа Лява, мера деформации тела под действием внешнего приливного поля, для скалярных, электромагнитных и гравитационных возмущений оказывались равными нулю. Это казалось железным правилом, пока не пришли фермионы.
Тень от измеренного значения: как парадокс ЭПР растворяется в операторах
В 1935 году Эйнштейн, Подольский и Розен предложили мысленный эксперимент, который, по их мнению, вскрывал неполноту квантовой механики. Две частицы разлетаются после взаимодействия, и измерение импульса одной из них мгновенно даёт точное знание импульса другой.
Ключ-генератор для гравитационных лабиринтов
Гравитационные волны от слияния нейтронной звезды с чёрной дырой несут в себе отпечаток сложнейшей динамики пространства-времени. Чтобы расшифровать этот отпечаток, физики вычисляют амплитуды рассеяния — квантовые вероятности того, что два тела разлетятся под определённым углом.
Черная дыра как мост: за сингулярностью открывается мир антигравитации
Сто лет назад уравнения Эйнштейна предсказали черные дыры, но внутри них физика ломалась: траектории частиц обрывались в сингулярности, точке бесконечной кривизны. Это был тупик, конец пространства-времени. Теперь физик Ицхак Барс предлагает радикальный поворот: сингулярность — не стена, а дверь.
Эхо слияния: как GW250114 подтвердил закон площадей Хокинга
В зале суда не всегда есть видеозапись преступления. Иногда приговор выносят по показаниям свидетелей: что было до, что стало после. Именно так физики поступили с сигналом GW250114, зафиксированным 14 января 2025 года.
Танец чёрных дыр и рождение гравитационных молекул
Две чёрные дыры кружатся в тесном танце, и вокруг них рождается нечто удивительное — гравитационная молекула. Облако ультралёгких бозонов, частиц с массой меньше электронвольта, обволакивает пару, как электронное облако в ионе H2+. Только роль ядер играют чёрные дыры, а роль электрона — поле, размазанное на десятки километров.
Эхолот бездны: как спектр падения выдаёт имитаторов чёрных дыр
Гравитационно-волновой детектор ловит не только гул слияний, но и тихий всплеск, когда звезда или облако газа ныряет в сверхмассивную чёрную дыру. Такой нырок, как падение камня в колодец, рождает волны сразу на всех частотах — и в этом спектре закодирована природа самого колодца. Если на дне вместо бездонного провала лежит отражающая плита, эхо вернётся иначе.
Спасательный пузырь в рушащейся звезде: рождение гравастара
Однородная пылевая сфера начинает сжиматься под собственной тяжестью. Внутри неё, как спасательный пузырь, надувается область с отрицательным давлением — пузырь де Ситтера. Он расширяется, замедляется у самого края падения и застывает на радиусе Шварцшильда. Так рождается гравастар — компактный объект без горизонта и сингулярности.
Маяк на 160 миллисекунд: рождение магнетара в гамма-всплеске
Гамма-всплеск 230307A вспыхнул на небе как удар грома: за секунды он выбросил больше энергии, чем Солнце за миллиарды лет. Три детектора — GECAM-B, GECAM-C и Fermi/GBM — смотрели в этот момент в нужную сторону. Среди хаоса гамма-фотонов один прибор на 160 миллисекунд зафиксировал ритм: 909 ударов в секунду. Этот ритм не был шумом.
Космический метроном сбился с ритма: вспышки Ansky замедлились вдвое
В ядре далёкой галактики SDSS J1335+0728, в 2,5 миллиардах световых лет от Земли, сверхмассивная чёрная дыра отбивает ритм. Каждые несколько дней она вспыхивает в рентгеновском диапазоне, как космический метроном, но в 2025 году этот метроном внезапно сменил темп с аллегро на анданте.
Тлеющие угли чёрных дыр
В 2017 году гравитационные детекторы LIGO и Virgo поймали рябь пространства-времени от слияния двух чёрных дыр в 540 мегапарсеках от нас. Событие получило имя GW170814. Но что осталось после этого космического столкновения? Кроме искажённого пространства, возможно, родились крошечные чёрные дыры — «крошки».
Сейф, который открывается только на секретный код
Чёрная дыра — не просто мусорный бак Вселенной, а скорее сейф с секретным кодом. Десятилетиями считалось, что любой сигнал, посланный к горизонту событий, частично отражается обратно: искривлённое пространство-время работает как кривое зеркало, и часть энергии всегда уходит назад.
Быстрая память чёрной дыры: как информационная нагрузка меняет классическую динамику
Каждый вечер в городском архиве дежурный раскладывает новые папки по стеллажам. Если за день их пришло слишком много, полки прогибаются, и наутро архив отвечает на запросы медленнее. Примерно так же устроена память чёрной дыры: она не просто хранит информацию, она физически ощущает её вес.
Чёрная дыра нырнула в звезду: рекордный гамма-всплеск
Семь часов подряд космический гамма-телескоп регистрировал вспышки, которые не желали заканчиваться. Так началась история GRB 250702B — самого длинного гамма-всплеска в истории наблюдений. Обычные всплески длятся секунды, реже — минуты. Этот растянулся на 25 000 секунд, вдвое побив предыдущий рекорд.
Чёрная дыра-буксир: как сверхмассивные объекты тащат за собой звёздные скопления
В центре галактики NGC 1600, удалённой от нас на 200 миллионов световых лет, астрономы заметили плотное скопление звёзд. Оно выглядело как яркий узел на фоне размытого сияния — и это было неожиданно.
Ритмы чёрных дыр: 34 пульсации в гамма-всплесках
Гамма-всплески — самые мощные взрывы во Вселенной: умирающая звезда схлопывается в чёрную дыру — область с гравитацией такой силы, что даже свет не может её покинуть, выбрасывая потоки энергии. Нередко это случается после вспышки сверхновой — взрывного финала жизни массивной звезды.
Микроскопические чёрные дыры: следствия космических катастроф
Космические лучи — это элементарные частицы, несущие колоссальную энергию, которые пронизывают межгалактическую пустоту. Когда две такие частицы сталкиваются лоб в лоб, плотность энергии в точке удара может оказаться достаточной, чтобы сколлапсировать в чёрную дыру размером с атомное ядро.