בקנשטיין תרם לייסוד התרמודינמיקה של חורים שחורים ולהיבטים אחרים של הזיקה בין מידע וכבידה. בשנת 1972, בהיותו בן 25, הציע לייחס אנטרופיה לחור שחור. הוא הציע כי השטח הכולל של אופק האירועים כתוצאה של מיזוג בין חורים שחורים לא יכול לקטון, שהאנטרופיה של חור שחור פרופורציונלית לשטח אופק האירועים שלו.
בתחילה התקבלה טענתו בביטול בקהילה המדעית, כולל על ידי סטיבן הוקינג, שכן אם לחור שחור יש אנטרופיה צריכה להיות לו גם טמפרטורה, ואז הוא צריך לקרון כמו גוף שחור. אולם ב-1974 הוקינג גילה כי חור שחור יכול לפלוט קרינה, תוצאה של זוגות חלקיקים וירטואליים שנוצרים קרוב לפני אופק האירועים שלו. קרינה זו נקראת קרינת הוקינג. החישובים הראו שקרינה זו אכן מתאימה לקיום אנטרופיה הפרופורציונלית לשטח החור השחור, הרעיון נעשה למקובל, ואנטרופיה זו מכונה אנטרופיית בקנשטיין־הוקינג.
בקנשטיין תיאר את תגליתו כך: "הרעיון שלי היה שברגע שאתה זורק את האנטרופיה של דבר מסוים, כמו כוס התה, לחור השחור, השטח של הגבול של החור השחור גדל קצת, אז האנטרופיה שנוצרה בחור השחור עצמו מקזזת את האנטרופיה של התה וכל מה שנפל לתוכו."
בקנשטיין עסק בניסיונות להשיג ביסוס יחסותי לדינמיקה הניוטונית המתוקנת שפיתח מרדכי מילגרום.
ב-2012 זכה בפרס וולף בפיזיקה, נימוקי השופטים:
בזכות עבודתו על גופים אסטרונומיים מסיביים מאד, הקרויים חורים שחורים. הוא הראה כי יש לגופים אלה תכונה סטטיסטית-תרמודינמית, הקרויה אנטרופיה. זאת, למרות שהדינאמיקה הפנימית של גופים אלה איננה ידועה.
עבודה זו פתחה שדה מחקר של דינאמיקה של חורים שחורים, מחקר שהיה לאבן פינה בתחומי הפיזיקה העיונית של כבידה קוונטית ומיתרים.
בקנשטיין, יהודי מאמין, ראה קשר בין אמונתו הדתית לעבודתו המדעית, ואמר כי הוא "מסתכל על העולם כתוצר של העבודה של הקדוש ברוך הוא. הוא קבע חוקים מאוד מסוימים ואנחנו נהנים מאוד לגלות אותם בעבודה מדעית - לראות איך הכל משתלב ביחד".
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה