05:55 17 أغسطس/ أب 2018
مباشر
    رسم توضيحي لفنان لثقب أسود موجود في كوكبة العذراء، والتي تستوعب كمية قياسية لمواد فضائية، 6 فبراير/ شباط 2017.

    كيف يفسر علماء الفيزياء الروس ظهور الثقوب السوداء الأولية

    © AP Photo / NASA/Chandra X-ray Observatory/M.Weiss
    علوم
    انسخ الرابط
    0 20

    فرضية العالم الإنجليزي جون ميشيل، الباحث في علم الطبيعة والجيولوجيا، التي تنص على وجود أجرام سماوية لا يمكن رصدها بسبب استحالة خروج الضوء منها (1784)، تجد الآن ما يؤكد صحتها في عشرات من الأرصاد الفلكية.

    حالياً، عثر العلماء على حوالي ألف من الأجرام السماوية في الكون، التي أطلق عليها أسم الثقوب السوداء. هذه الثقوب عبارة عن منطقة من الزمكان، تتمتع بجاذبية كبيرة بحيث لا يمكن حتى للأجسام المتحركة بسرعة الضوء مغادرتها، بما في ذلك الفوتونات.

    صحيح، أن كل الأدلة في الوقت الحالي، التي تشير إلى وجود الثقوب السوداء هي أدلة غير مباشرة، والتي، من وجهة نظر العديد من العلماء، لا تقلل على الإطلاق من أهميتها. وهنا نود أن نذكر أنه في حال اعتبرنا الأدلة المباشرة فقط صحيحة، فعندئذ سيكون من الضروري إدراك أن الشمس تدور حول الأرض، وليس العكس. لقد بات من الواضح منذ فترة طويلة أن الثقوب السوداء يمكن أن تتشكل بعد انفجار النجوم الضخمة. حالياً، يراقب الفلكيون عشرات مثل هذه العمليات في الفضاء. وكما يفترض العلماء، فإن كل المجرات تقريباً (عددها حوالي مئات المليارات) تحتوي في مركزها على ثقب أسود ضخم بكتلة تقدر بالملايين والمليارات من كتلة الشمس. على سبيل المثال، يوجد في مركز مجرتنا، مجرة ​​درب التبانة، ثقب أسود بكتلة تقدر بعدة ملايين من كتلة الشمس.

    ومع ذلك، فإن بيانات الرصد تشير بشكل متزايد إلى وجود ما يسمى الثقوب السوداء الأولية، التي تشكلت في وقت مبكر بحيث يصعب شرح سبب ظهورها بطريقة نموذجية. والحقيقة هي أن تشكيل ثقب أسود هائل يحتاج إلى مليار سنة على الأقل، علماً أن ميلاد الكون كان قبل 13.8 مليار سنة، وبالتالي فإن أقدم ثقب أسود يجب أن يكون على الأقل مليار سنة من "ولادة الكون". ومع ذلك، تم العثور على الثقوب السوداء، التي تشكلت بعد 700 مليون سنة من ولادة الكون، وهي ضخمة جداً، تقدر بمليارات من كتلة الشمس.

    بالإضافة إلى ذلك، ما يدل على وجود مسار غير نجمي لتشكل الثقوب السوداء هي موجات الجاذبية التي تم العثور عليها في عام 2016، وتم الحصول عليها من اندماج اثنين من الثقوب السوداء الضخمة، مما يعني أن هذه الأجرام كانت في وقت من الأوقات قريبة. ويشير العلماء إلى أن احتمال تعايش مثل هذه الثقوب السوداء الضخمة بالقرب من بعضها البعض ضئيل من وجهة نظر سيناريو ولادتها.

    ويتضح مما سبق أنه ينبغي تفسير وجود الثقوب السوداء الأولية بطريقة أخرى. النهج، الذي يتم تطويره في الجامعة الوطنية للأبحاث النووية "ميفي" (الفريق العلمي للبروفسور سيرغي روبين من قسم فيزياء الجسيمات البدائية)، يسمح بتوضيح سبب ظهور الثقوب السوداء الأولية من دون رفض نظرية التشكل عن طريق المسار النجمي الموازي.

    ويشير البروفسور سيرغي روبين بهذا الشأن قائلاً "دعونا نتخيل بأن الكون مليء بحقل افتراضي. بالتالي فإن مجرد الحديث عن وجود حقل، فهذا يعني لابد من وجود طاقة كامنة لهذا الحقل. أي أنه إذا كان هناك حقلاً، فإنه من المعروف قيمة طاقته. وعليه فإنه في حال غيّر الحقل من قيمته فإن طاقته الكامنة أيضاً تغيّر من قيمتها. بعبارة أخرى فإن الطاقة الكامنة تعتمد على قيمة هذا الحقل. لا أحد حتى الآن يعرف شكل هذه الطاقة الكامنة، ولكن إذا افترضنا بأن لديها حدان اثنين من القيم الدنيا، فإنه يمكن أن نواجه حالة يقفز فيها الحقل ضمن جزء من الفضاء، بسبب التقلبات في الكون الآخذ في الاتساع المبكر، عبر "تل القيمة القصوى" والانزلاق إلى أدنى حد ممكن.

    كما هو معلوم فإن الطاقة كلها تميل إلى الحد الأدنى في حال وجود قوة الاحتكاك. بعبارة أخرى فإن المساحة الرئيسية من الفضاء تميل إلى حد أدنى واحد، في حين أن المساحة الأصغر تميل إلى الحد الآخر. وبالتالي فإن هذه المساحة الصغيرة لديها طاقة عالية جداً، قادرة على أن تتحول إلى ثقب أسود".

    وخلافاً للنماذج الأخرى من تشكل الثقوب السوداء الأولية، فإن الخيار الذي يقدمه الفريق العلمي برئاسة الباحث سيرغي روبين من الجامعة الوطنية للأبحاث النووية، يوحي بأن هذه الثقوب تتشكل على شكل مجموعات. وقد أظهرت الحسابات أنه في حال وجود احتمال القفز عبر "تل القيمة القصوى" في مساحة ما من الفضاء، فإن مثل هذا الاحتمال كبير جداً في مناطق مجاورة أيضاً. حالياً يعمل العلماء على دراسة احتمالات تطور مجموعات من الثقوب السوداء الأولية بعد ولادتها.

    ويوضح الباحث سيرغي روبين قائلاً "أكثر ما يثير الاهتمام هو ماذا يحدث لهذه المجموعات بعد ذلك. الواضح أن المنطقة الأولى، التي تنتقل عبر الحد الأقصى تتمتع بأكبر كتلة. حتى الآن نحن لا نعرف بالضبط قيمة هذه الكتلة، وكيف سيتم توزيع الثقوب السوداء حسب الكتل. هذا كله، وكذلك الديناميكية اللاحقة، يعتمد على مؤشرات النموذج والشروط الأولية. وحالما يتم تشكيل الثقوب السوداء البدائية تبدأ عملية التفاعل مع بعضها البعض من خلال التصادم والاندماج. بالإضافة إلى ذلك فإن تلك الثقوب الموجودة على الهامش، تبدأ بتشكيل الفضاء الواسع العام وتبتعد عن المجموعة إلى الأبد. بعبارة أخرى تبدأ هذه المجموعات العيش ضمن حياتها الداخلية، تغلي في "حساء" الكون البدائي. باختصار فإن هذه الديناميكية لها طابع معقد، ونحن الآن بصدد إنشاء كود، يسمح بتحليل كل هذه التحولات.

    للأسف، لا يمكننا حتى الآن التحقق من نظرية سيرغي روبين من خلال التجربة العملية على المسرّع. ومن الاستحالة بمكان الحصول على مثل هكذا كمية من الطاقة في المختبر، التي تكفي لتشكل الثقب الأسود. ومع ذلك فإن البيانات الجديدة الخاصة برصد الثقوب السوداء، التي تشكلت في وقت مبكر، سوف تساعد في المستقبل بالإجابة على أسئلة خاصة بولادة هذه الثقوب. 

    الكلمات الدلالية:
    كيف يفسر علماء الفيزياء الروس ظهور الثقوب السوداء الأولية, الثقوب السوداء الأولية, الثقب الأسود, الثقوب السوداء, الفضاء, روسيا
    معايير المجتمعنقاش
    التعليق بواسطة Facebookالتعليق بواسطة Sputnik