السبت ٢٣ أكتوبر، ٢٠٢١

انضموا للملتقى المدرسي مع

الدكتور سلمان بن جبر آل ثاني

زوج من الثقوب السوداء يولد داخل نجم في مرحلة الموت

08-يناير-2018

زوج من الثقوب السوداء يولد داخل نجم في مرحلة الموت
image_pdfimage_print

الثقوب السوداء

مركز قطر لعلوم الفضاء والفلك: سلمان بن جبر آل ثاني

يجري الباحثون دراسة موسعة على اكتشاف موجات جاذبية قادمة ربما من زوج من الثقوب السوداء تشكلا داخل نجم قديم يمر في مرحلة الموت، وهذه الدراسة أن توصلت إلى نتائج علمية دقيقة حول الموضوع، فسوف تكون قفزة علمية جبارة في دراسات فيزياء الكون الحديث. لم يكن أحد من العلماء عبر التاريخ يعتقد أن الجاذبية بين الأجرام السماوية عبارة عن موجات من الجسيمات الأولية إلا الفيزيائي الشهير ألبرت أينشتاين في نظرية النسبية العامة قبل حوالي مئة عام وسماها موجات الجاذبية gravitational waves ولم يتمكن أحد من العلماء رؤية هذه الموجات سوى سنة 2015 من خلال مرصد تداخل الليزر Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory لاكتشاف موجات الجاذبية ورصدها لأول مرة عبر التاريخ، وليحصل الفريق العلمي على جائزة نوبل في الفيزياء نتيجة هذا الاكتشاف.

ولكن برز سؤال بعد اكتشاف موجات الجاذبية القادمة من زوج من الثقوب السوداء التي تكونت في باطن نجم يموت، ما هي الطريقة التي عملت على تحفيز موجات الجاذبية لولادة هذه الثقوب السوداء داخل النجم الميت؟Massive Star Goes Out With a Whimper Instead of a Bang (Artist's Illustration)

أجاب الباحث جوزيف فيدرو Joseph Fedrow من معهد يوكوا للفيزياء النظرية التابع لجامعة كيوتو Kyoto University’s Yukawa Institute for Theoretical Physics على هذا السؤال اللغز في مجلة رسائل المراجعة الفيزيائية Physical Review Letters فيما إذا كانت موجات الجاذبية قد تبدو وكأنها شكلت ثقوب سوداء داخل منطقة عائلة مثل انهيار النجم.

يقول فدرو: على الرغم من أن موجات الجاذبية سمحت لنا بالكشف المباشر عن الثقوب السوداء للمرة الأولى، إلا أننا ما زلنا لا نعرف الأصول الدقيقة لهذه الثقوب السوداء. ولدينا فكرة واحدة هي أن هذه الثقوب السوداء تشكلت خلال تجزئة ديناميكية من النواة الداخلية للنجم المحتضر تحت انهيار الجاذبية، ويمكن أن يؤدي إلى تشكل اثنتين من الشظايا تتحول إلى الثقوب السوداء وتدور حول بعضها البعض مع مخلفات البيئة النجمية. ولاختبار هذا الاقتراح، استخدم الفريق الحواسيب الفائقة وأدوات النسبية العددية لإنشاء نموذج لثقبين أسودين في هذه المناطق المحيطة، وبعد عدة ساعات طويلة من الحساب، تمت مقارنة النتائج مع بيانات المرصد ليغو، وكانت النتائج مختلفة بشكل ملموس، ما يدل على أنه إذا كانت الثقوب السوداء المشكلة في بيئة نجمية عالية الكثافة، فإن الوقت الذي يستغرقه لدمجها يقصر، وإذا خفضت الكثافة إلى مستويات أكثر تشبه الفراغ، فان موجات الجاذبية الناتجة تطابق النتائج المرصودة، وبتسليط الضوء على ديناميكية الثقوب السوداء الثنائية، تؤكد هذه النتائج أن الموجات الأولى التي اكتشفها مرصد ليغو جاءت من ثقوب سوداء في منطقة فارغة من الفضاء.