كان ذلك أول اكتشاف لموجات الجاذبية، وأثبت تنبؤًا أساسيًا في نظرية النسبية العامة لأينشتاين. والآن، أثبت اكتشاف جديد لموجات الجاذبية صحة نظرية ستيفن هوكينج، وهو "عملاق" آخر في مجال علم الفلك.
ما هي الموجات الثقالية؟
الموجات الثقالية هي تموجات في نسيج الزمكان، تنتقل بسرعة الضوء. تنشأ هذه الموجات نتيجةً لتسارع الأجسام الضخمة بسرعة فائقة، مثل تصادم الثقوب السوداء أو اندماج بقايا النجوم النيوترونية.
تم رصد هذه التموجات المنتشرة في الكون لأول مرة بشكل مباشر في 14 سبتمبر 2015، بواسطة جهازين من مرصد الموجات الثقالية بالتداخل الليزري (LIGO) في الولايات المتحدة.
جاءت الإشارة الأولى، التي تسمى GW150914، من اصطدام ثقبين أسودين، كل منهما أكبر من كتلة الشمس بثلاثين مرة، ويبعد أكثر من مليار سنة ضوئية عن الأرض.
كان هذا أول دليل مباشر على وجود موجات الجاذبية، كما تنبأت به نظرية النسبية لأينشتاين قبل مئة عام. وقد مُنح هذا الاكتشاف، بفضله، العلماء الثلاثة راينر فايس، وباري باريش، وكيب ثورن، جائزة نوبل في الفيزياء لعام ٢٠١٧.
محاكاة تظهر الموجات الثقالية الناتجة عن ثقبين أسودين يدوران حول بعضهما البعض ( فيديو : MPI).
مئات الإشارات في أقل من عقد من الزمان
منذ عام 2015، تم رصد أكثر من 300 موجة جاذبية بواسطة مرصد ليغو، إلى جانب أجهزة الكشف الإيطالية فيرجو واليابانية كاجرا.
قبل بضعة أسابيع فقط، أعلن التعاون الدولي LIGO/Virgo/KAGRA عن أحدث النتائج من ملاحظته الرابعة، والتي أظهرت أن عدد الموجات الثقالية المعروفة تضاعف بأكثر من الضعف.
بعد مرور عشر سنوات على الاكتشاف الأول، أعلن مؤخرًا تعاون دولي يضم علماء أستراليين من مركز اكتشاف الموجات الثقالية التابع لمجلس البحوث الأسترالي (OzGrav)، عن إشارة موجة ثقالية جديدة، GW250114.
هذه الإشارة هي نسخة شبه مثالية من إشارة الموجة الثقالية الأولى، المشفرة برقم GW150914.
يمتلك اصطدام الثقب الأسود الذي أنتج GW250114 خصائص فيزيائية مشابهة جدًا لـ GW150914. ومع ذلك، بفضل التحسينات الكبيرة التي أُجريت على كواشف الموجات الثقالية خلال العقد الماضي، أصبحت الإشارة الجديدة أوضح بكثير (أقوى بأربع مرات تقريبًا من GW150914).
المثير للاهتمام هو أنه يسمح لنا باختبار أفكار فيزيائي رائد آخر، وهو ستيفن هوكينج.
وكان هوكينج على حق أيضًا.
منذ أكثر من خمسين عامًا، قام الفيزيائيان ستيفن هوكينج وجاكوب بيكينستاين بصياغة مجموعة من القوانين التي تصف الثقوب السوداء.
ينص قانون هوكينج الثاني لميكانيكا الثقوب السوداء، المعروف أيضًا باسم نظرية مساحة هوكينج، على أن مساحة أفق حدث الثقب الأسود يجب أن تتزايد دائمًا. بمعنى آخر، لا يمكن للثقوب السوداء أن تنهار.
في غضون ذلك، أظهر بيكينستاين أن مساحة الثقب الأسود مرتبطة ارتباطًا مباشرًا بإنتروبياه (أو اضطرابه). ينص القانون الثاني للديناميكا الحرارية على أن الإنتروبيا يجب أن تزداد دائمًا: فالكون يزداد اضطرابًا باستمرار. وبما أن إنتروبيا الثقب الأسود يجب أن تزداد أيضًا بمرور الوقت، فإن هذا يعني أن مساحته يجب أن تزداد أيضًا.
كيف يُمكننا اختبار هذه الأفكار؟ تبيّن أن تصادمات الثقوب السوداء هي الأداة المثالية. تُمكّن دقة القياس الجديد العلماء من إجراء أدق اختبار لنظرية مساحة هوكينج حتى الآن.
وأشارت التجارب السابقة باستخدام الكشف الأول، GW15091، إلى أن الإشارة كانت متوافقة مع قانون هوكينج، لكنها لم تتمكن من تأكيد ذلك على وجه اليقين.
الثقوب السوداء أجسام بسيطة بشكلٍ مدهش. تعتمد مساحة أفق الثقب الأسود على كتلته ودورانه، وهما المعياران الوحيدان اللازمان لوصف ثقب أسود فلكي. بدورها، تُحدد الكتلة ودورانه شكل موجات الجاذبية.
ومن خلال قياس كتلة ودوران زوج الثقوب السوداء الداخلة بشكل منفصل، ومقارنتها مع كتلة ودوران الثقب الأسود النهائي المتبقي بعد الاصطدام، تمكن العلماء من مقارنة مساحة الثقبين الأسودين المتصادمين بشكل فردي مع مساحة الثقب الأسود النهائي.
وتظهر البيانات اتفاقًا ممتازًا مع التنبؤ النظري بأن المساحة يجب أن تزداد، مما يدعم قانون هوكينج بقوة.
وستسمح لنا الملاحظات المستقبلية للموجات الثقالية باختبار المزيد من النظريات العلمية الغريبة، وربما حتى استكشاف طبيعة المكونات المفقودة في الكون، وهي المادة المظلمة والطاقة المظلمة.
المصدر: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/phat-hien-mo-ra-ky-nguyen-moi-trong-thien-van-hoc-20250930235223429.htm
![[صورة] افتتاح المؤتمر الثالث عشر للجنة المركزية الثالثة عشر للحزب](https://vphoto.vietnam.vn/thumb/1200x675/vietnam/resource/IMAGE/2025/10/6/d4b269e6c4b64696af775925cb608560)
تعليق (0)