عندما اصطدم نجمان نيوترونيان معًا في الفضاء بعيدًا ، خلقا هزًا قويًا في الكون - موجات الجاذبية التي اكتشفها العلماء على الأرض في عام 2017. والآن ، من خلال فحص تسجيلات الموجات الجاذبية ، يعتقد زوج من الفيزيائيين أنهم قد وجدوا دليلاً على ثقب أسود ينتهك النموذج الأنيق المستمد من نظرية ألبرت أينشتاين للنسبية العامة.
في النسبية العامة ، الثقوب السوداء هي أشياء بسيطة: فرادى مضغوطة بلا حدود ، أو نقاط من المادة ، محاطة بآفاق حدث سلسة لا يمكن للضوء أو الطاقة أو المادة من خلالها الهروب. حتى الآن ، كل جزء من البيانات التي جمعناها من الثقوب السوداء يدعم هذا النموذج.
لكن في السبعينيات ، كتب ستيفن هوكينغ سلسلة من الأوراق تشير إلى أن حدود الثقوب السوداء ليست سلسة للغاية. وبدلاً من ذلك ، يتم تشويشها بفضل سلسلة من التأثيرات المرتبطة بميكانيكا الكم التي تسمح لـ "إشعاع هوكينج" بالهروب. في السنوات التي تلت ذلك ، ظهر عدد من نماذج الثقب الأسود البديلة ، حيث سيتم استبدال آفاق الحدث السلسة والكمال هذه بأغشية أكثر ضبابية وأكثر ضبابية. في الآونة الأخيرة ، توقع الفيزيائيون أن يكون هذا الزغب شديدًا بشكل خاص حول الثقوب السوداء المشكلة حديثًا - وهي كبيرة بما يكفي لتعكس موجات الجاذبية ، وتنتج صدى في إشارة تكوين الثقب الأسود. الآن ، في أعقاب اصطدام النجم النيوتروني ، يعتقد اثنان من علماء الفيزياء أنهما عثرا على هذا النوع من الصدى. يجادلون بأن الثقب الأسود الذي تشكل عند اندماج النجوم النيوترونية يرن مثل جرس صدى ويحطم فيزياء الثقب الأسود البسيطة.
قال ناييش أفشوردي ، مؤلف مشارك في الفيزياء بجامعة واترلو بكندا ، إنه إذا كان الصدى حقيقياً ، فيجب أن يكون من زغب الثقب الأسود الكمومي.
وقال أفشوردي لـ Live Science: "في نظرية النسبية لأينشتاين ، يمكن أن تدور المادة حول الثقوب السوداء على مسافات كبيرة ولكن يجب أن تقع في الثقب الأسود بالقرب من أفق الحدث".
لذلك ، بالقرب من الثقب الأسود ، لا ينبغي أن يكون هناك أي مادة فضفاضة لتردد موجات الجاذبية. وقال إنه حتى الثقوب السوداء التي تحيط بأقراص من المواد يجب أن يكون لها منطقة فارغة حول آفاق الحدث.
وقال أفشوردي: "التأخير الزمني الذي نتوقعه (ونلاحظه) لأصدائنا .. لا يمكن تفسيره إلا إذا كانت بعض الهياكل الكمومية تقع خارج آفاق الحدث".
هذا استراحة من التوقعات التي لا تتزعزع عادة للنسبية العامة.
ومع ذلك ، فإن البيانات من كاشفات موجات الجاذبية الحالية صاخبة ، ويصعب تفسيرها وعرضة للإيجابيات الخاطئة بشكل صحيح. إن موجة الجاذبية التي تتكرر مع بعض الزخارف الكمومية حول الثقب الأسود ستكون نوعًا جديدًا تمامًا من الاكتشاف. لكن أفشوردي قال إنه في أعقاب الاندماج مباشرة ، كان ينبغي أن يكون هذا الزغب مكثفًا بما يكفي ليعكس موجات الجاذبية بشكل حاد بحيث يمكن للكاشفات الموجودة رؤيته.
قال جوي نيلسن ، عالِم الفيزياء الفلكية بجامعة فيلانوفا في بنسلفانيا ، والذي لم يكن مشاركًا في هذه الورقة ، إن النتيجة مقنعة - لا سيما لأن الصدى ظهر في أكثر من كاشف موجة جاذبية.
"هذا أكثر إقناعًا من التمشيط من خلال البيانات التي تبحث عن نوع محدد من الإشارة والقول ،" آها! " عندما تجده ، "قال نيلسن لـ Live Science.
ومع ذلك ، قال ، إنه بحاجة إلى رؤية المزيد من المعلومات قبل أن يقتنع تمامًا بأن أصداء حقيقية. وقال نيلسن إن الورقة لا تأخذ في الاعتبار اكتشافات موجات الجاذبية الأخرى التي تم جمعها في غضون 30 ثانية تقريبًا من أصداء صدى.
وقال "نظرًا لأن حسابات الأهمية حساسة جدًا لكيفية اختيار بياناتك واختيارها ، فإنني أرغب في فهم جميع هذه الميزات بشكل كامل قبل استخلاص أية استنتاجات مؤكدة".
كان ماكسيميليانو إيسي ، عالم فيزياء فلكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، متشككًا.
وقال لـ "لايف ساينس": "ليس هذا هو أول ادعاء من هذا النوع يأتي من هذه المجموعة".
"لسوء الحظ ، لم تتمكن مجموعات أخرى من إعادة إنتاج نتائجها ، وليس لعدم المحاولة".
وأشار إيسي إلى سلسلة من الأوراق التي فشلت في العثور على أصداء في نفس البيانات ، وصفت إحداها ، التي نُشرت في يونيو ، بأنها "تحليل أكثر تعقيدًا وقوة من الناحية الإحصائية".
قال أفشوردي أن هذه الورقة الجديدة له تتميز بكونها أكثر حساسية بكثير من العمل السابق ، مع نماذج أكثر قوة للكشف عن أصداء أكثر خفوتًا. لأنه كان لديه فرصة إنذار خاطئة ما يقرب من 2 من 100000 ".
وأضاف نيلسن أنه حتى إذا كان الصدى حقيقيا ، فإن العلماء ما زالوا لا يعرفون بدقة أي نوع من الأجسام الفيزيائية الفلكية الغريبة أنتج هذه الظاهرة.
"الشيء المثير للاهتمام في هذه الحالة هو أنه ليس لدينا أي فكرة عما تبقى بعد الاندماج الأصلي: هل شكل ثقب أسود على الفور ، أم كان هناك جسم متوسط غريب قصير العمر؟" قال نيلسن. "النتائج هنا هي الأسهل لفهم ما إذا كانت البقايا مفرطة الكتلة التي تنهار في غضون ثانية أو نحو ذلك ، لكن الصدى المعروض هنا لا يقنعني أن هذا السيناريو هو ما حدث بالفعل."
وقال إيسي إنه من المحتمل وجود أصداء في البيانات ، والتي ستكون ذات أهمية كبيرة. هو فقط غير مقتنع حتى الآن.
قال نيلسون ، بغض النظر عن كيفية اهتزاز جميع البيانات ، من الواضح أن النتيجة هنا تشير إلى شيء يستحق المزيد من الاستكشاف.
