اكتشاف موجات الجاذبية يؤكد "نبوءة" أينشتاين وهوكينج حول الثقوب السوداء

Phát hiện sóng hấp dẫn xác nhận 'tiên tri' của Einstein và Hawking về hố đen - Ảnh 1. — عندما يندمج ثقبان أسودان، يُنتجان تموجات في الفضاء تُسمى موجات الجاذبية. تستطيع أجهزة الكشف على الأرض التقاط هذه الإشارات، مما يُساعد العلماء على فهم الكون بشكل أفضل - الصورة: ماغي شيانغ/مؤسسة سيمونز

لقد كانت الثقوب السوداء، "الوحوش الكونية" ذات القوى الجاذبية القوية لدرجة أن الضوء نفسه لا يستطيع الهروب منها، موضوعًا رائعًا بالنسبة للعلماء لفترة طويلة.

على الرغم من ظهورها في الأعمال النظرية لألبرت أينشتاين منذ أكثر من قرن من الزمان ودراستها على نطاق واسع من قبل ستيفن هوكينج في القرن العشرين، تظل الثقوب السوداء الموضوع الأكثر صعوبة في الوصول إليه في الكون بسبب طبيعتها "غير المرئية".

الموجات الثقالية: مفتاح فتح باب أبحاث الثقوب السوداء

في عام ٢٠١٥، سجّل مرصد ليغو لموجات الجاذبية (الولايات المتحدة الأمريكية) لأول مرة موجات جاذبية، وهي تموجات في المكان والزمان ناتجة عن اصطدام ثقبين أسودين بعيدين في الكون. شُبّه هذا الاكتشاف بـ"فتح آفاق جديدة" لرصد الكون، كما أتاح فرصة التحقق المباشر من نظريات الثقوب السوداء.

ومع ذلك، فإن البيانات الأولية ليست مفصلة بما يكفي لتأكيد تنبؤين مهمين.

إحدى هذه النظريات هي نظرية كير لأينشتاين. وفقًا للنسبية العامة، لا يمكن وصف الثقوب السوداء إلا بخاصيتين أساسيتين: الكتلة والدوران. أما باقي الخصائص فتختفي عند السقوط في ثقب أسود، وهو ما يُعرف بـ"نظرية انعدام الشعر".

ثانيًا، نظرية مساحة هوكينج. تنبأ ستيفن هوكينج عام ١٩٧١ بأن مساحة أفق الحدث للثقب الأسود، وهو الحد الذي لا يمكن لأي شيء الهروب منه، لا يمكن أن تبقى ثابتة أو تزداد بمرور الوقت، ولا تتناقص أبدًا.

ويعتبر هذا مبدأ مشابها للقانون الثاني للديناميكا الحرارية، والذي ينص على أن إنتروبيا الكون (درجة الفوضى) تتزايد دائما.

اختراق بعد عقد من الزمان

وفقًا لموقع Sciencedaily ، نشر فريق التعاون الدولي LIGO-Virgo-KAGRA مؤخرًا نتائج بحثية جديدة في مجلة Physical Review Letters . سجّل الفريق إشارة موجة جاذبية هي الأكثر تفصيلًا على الإطلاق، ناشئة عن اصطدام ثقبين أسودين (الحدث GW250114)، مُشكّلًا ثقبًا أسود عملاقًا بكتلة تعادل 63 ضعف كتلة الشمس، ويدور حول نفسه بسرعة تصل إلى 100 دورة في الثانية.

بفضل أحدث التقنيات، حصل العلماء لأول مرة على صورة كاملة لما قبل اندماج ثقبين أسودين وبعده. ومن خلال هذه البيانات، أكدوا فرضيتين في آن واحد:

في الواقع، يتم وصف الثقوب السوداء بدقة من خلال الكتلة والدوران، تمامًا كما تنبأت نظرية النسبية العامة لأينشتاين.

تزداد مساحة أفق الحدث فقط بعد الاندماج، وفقًا لنظرية مساحة هوكينج.

hố đen - Ảnh 2. — كان لدى أينشتاين (يمين) وهوكينج (يسار) تقييمات دقيقة لطبيعة الثقوب السوداء - صورة: MashableIndia

من الثقوب السوداء إلى طبيعة الكون

يكشف إثبات نظرية هوكينج عن تشابهٍ عجيب بين الثقوب السوداء والديناميكا الحرارية. بمعنى آخر، يُشبه نمو مساحة الثقب الأسود زيادةً في الإنتروبيا، مما يعني أن الثقوب السوداء قد تُمثل "نافذةً رياضية" على فهمنا لطبيعة المكان والزمان، وأعظم مساعي الفيزياء الحديثة: توحيد النسبية العامة وميكانيكا الكم في نظريةٍ للجاذبية الكمومية.

قال ماكسيميليانو إيسي، أحد أعضاء فريق البحث: "هذا أوضح دليل حتى الآن على أن الثقوب السوداء في الكون تتوافق بالفعل مع نظرية أينشتاين". وأضاف: "إن خضوع مساحة الثقب الأسود لنفس قانون الإنتروبيا له آثار عميقة على طبيعة الكون".

في العقد القادم، ستكون أجهزة كشف الموجات الثقالية أكثر حساسية بعشر مرات مما هي عليه اليوم. ويجري حاليًا بناء خليفة لتلسكوب هوائي التداخل الليزري الفضائي، والذي يَعِد بالتقاط اهتزازات الثقوب السوداء الهائلة في مركز مجراتنا.

بعد أكثر من مائة عام من تنبؤ أينشتاين بوجود الثقوب السوداء باستخدام معادلات رياضية، وبعد أكثر من نصف قرن من إثبات هوكينج وجودها نظرياً، بدأت البشرية الآن "تسمع" و"ترى" بشكل مباشر الإشارات التي تثبت صحة توقعاته.

الثقوب السوداء، التي كانت موجودة في السابق فقط في كتب العلوم، أصبحت تدريجيا كيانات "حقيقية" أمام أعين علماء الفلك، وكل إشارة موجة جاذبية مسجلة هي خطوة إلى الأمام في مساعدة البشر على فهم أفضل للكون الغامض الذي نعيش فيه.

العودة إلى الموضوع

مينه هاي

المصدر: https://tuoitre.vn/phat-hien-song-hap-dan-xac-nhan-tien-tri-cua-einstein-va-hawking-ve-ho-den-20250913075131812.htm