يؤكد اكتشاف موجات الجاذبية "نبوءة" أينشتاين وهاوكينغ بشأن الثقوب السوداء.

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

لطالما شكلت الثقوب السوداء، هذه "الوحوش الكونية" ذات الجاذبية الهائلة التي لا يستطيع حتى الضوء الإفلات منها، موضوعًا رائعًا للعلماء.

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، إلا أن الثقوب السوداء لا تزال الموضوع الأكثر صعوبة في الوصول إليه في الكون بسبب طبيعتها "غير المرئية".

الموجات الثقالية: المفتاح لكشف أسرار دراسة الثقوب السوداء.

في عام 2015، رصد مرصد ليغو لموجات الجاذبية (الولايات المتحدة الأمريكية) لأول مرة موجات الجاذبية، وهي تموجات في الزمكان ناتجة عن اصطدام ثقبين أسودين في الكون البعيد. وقد شُبّه هذا الاكتشاف بـ"فتح آفاق جديدة" لرصد الكون، كما أتاح فرصة لاختبار النظريات المتعلقة بالثقوب السوداء بشكل مباشر.

ومع ذلك، فإن البيانات الأولية ليست مفصلة بما يكفي لتأكيد هذين التنبؤين الرئيسيين.

إحدى هذه النظريات هي نظرية كير لأينشتاين. وفقًا للنسبية العامة، لا يمكن وصف الثقوب السوداء إلا بخاصيتين أساسيتين: الكتلة والدوران. تختفي جميع الخصائص الأخرى عند السقوط في ثقب أسود، وهي ظاهرة تُعرف باسم "نظرية انعدام الشعر".

ثانيًا، هناك نظرية هوكينج للمساحة . في عام 1971، تنبأ ستيفن هوكينج بأن مساحة أفق الحدث للثقب الأسود، وهو الحد الذي لا يمكن لأي شيء أن يفلت منه، لا يمكن إلا أن تظل ثابتة أو تزداد بمرور الوقت، ولا يمكن أن تنقص أبدًا.

يُنظر إلى هذا على أنه مبدأ مشابه للقانون الثاني للديناميكا الحرارية، والذي ينص على أن إنتروبيا (درجة الفوضى) الكون تتزايد باستمرار.

إنجازٌ بعد عقدٍ من الزمن

بحسب موقع ساينس ديلي ، نشر فريق التعاون الدولي ليغو-فيرغو-كاغرا مؤخراً نتائج بحثية جديدة في مجلة فيزيكال ريفيو ليترز . وقد سجلوا أدق إشارات موجات الجاذبية على الإطلاق، والناتجة عن اصطدام ثقبين أسودين (حدث GW250114)، مما أدى إلى تكوين ثقب أسود فائق الكتلة تبلغ كتلته 63 ضعف كتلة الشمس ويدور بسرعة 100 دورة في الثانية.

بفضل التطورات التكنولوجية الرائدة، تمكن العلماء لأول مرة من الحصول على "صورة كاملة" للأحداث التي سبقت اندماج ثقبين أسودين وما تلاه. ومن خلال هذه البيانات، أكدوا في آن واحد فرضيتين:

يتم وصف الثقوب السوداء بدقة من خلال كتلتها ودورانها، تمامًا كما تنبأت به نظرية النسبية العامة لأينشتاين.

لم تزد مساحة أفق الحدث إلا بعد الاندماج، وفقًا لنظرية هوكينج للمساحة.

hố đen - Ảnh 2. — أينشتاين (يمين) وهاوكينغ (يسار) قدّما ملاحظات دقيقة حول طبيعة الثقوب السوداء - الصورة: MashableIndia

من الثقوب السوداء إلى طبيعة الكون

يكشف برهان نظرية هوكينغ عن تشابه لافت بين الثقوب السوداء والديناميكا الحرارية. بعبارة أخرى، يُشابه ازدياد مساحة سطح الثقب الأسود ازدياد الإنتروبيا، مما يعني أن الثقوب السوداء قد تكون "نافذة رياضية" تُتيح لنا فهمًا أعمق لطبيعة المكان والزمان، بل وحتى أعظم إنجازات الفيزياء الحديثة: توحيد النسبية العامة وميكانيكا الكم في نظرية الجاذبية الكمومية.

صرح ماكسيميليانو إيسي، أحد أعضاء فريق البحث، قائلاً: "هذا أوضح دليل حتى الآن على أن الثقوب السوداء في الفضاء تشبه بالفعل ما وصفه أينشتاين في نظريته. إن حقيقة أن مساحة سطح الثقب الأسود تتبع نمطًا مشابهًا للإنتروبيا لها آثار عميقة للغاية على طبيعة الكون."

خلال العقد القادم، ستكون أجهزة الكشف عن موجات الجاذبية أكثر حساسية بعشر مرات مما هي عليه اليوم. ويجري العمل حالياً على مشروع خليفة هوائي التداخل الليزري الفضائي، والذي يُتوقع أن يلتقط الاهتزازات الصادرة من الثقوب السوداء فائقة الكتلة في مركز المجرات.

بعد مرور أكثر من 100 عام على تنبؤ أينشتاين بالثقوب السوداء باستخدام المعادلات الرياضية، وبعد مرور أكثر من نصف قرن على إثبات هوكينج نظرياً، بدأت البشرية الآن في "سماع" و"رؤية" الإشارات التي تثبت صحة تنبؤاتها بشكل مباشر.

أصبحت الثقوب السوداء، التي كانت موجودة سابقًا فقط في الكتب العلمية، كيانًا "حقيقيًا" تدريجيًا أمام أعين علماء الفلك، وكل إشارة موجة جاذبية مسجلة هي خطوة إلى الأمام في مساعدة البشرية على فهم الكون الغامض الذي نعيش فيه بشكل أفضل.

نعود إلى الموضوع

مين هاي

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