يمكن أن تحل الثقوب السوداء التي تحول المادة إلى طاقة داكنة لغز “الفواق الكونية”

عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.

في دراسة جديدة ، بدأ العلماء يفكرون في سؤال وحشي جميل: ماذا لو كانت الثقوب السوداء يمكنها تحويل المادة الميتة إلى طاقة داكنة ، وهي قوة الغموض التي تقود تسارع توسيع الكون؟ إذا كان الأمر كذلك ، فقد يفسر فقط العديد من “الفواق” في نماذج الكون لدينا.

تقترح هذه النظرية الجديدة أن الثقوب السوداء يمكن أن تكون في الواقع “فقاعات” صغيرة من الطاقة المظلمة. يتضمن ذلك تحويل المادة إلى طاقة مظلمة لأن الثقوب السوداء تولد عندما تنهار النجوم الضخمة بعد استنفاد وقودها للانصهار النووي. وهكذا ، إذا كانت هذه الفرضية “ثقب أسود مقترن من الناحية البيضاء (CCBH)” صحيحة ، فإن تحول نواة نجمية ضخمة إلى ثقب أسود يمثل تحويل المادة النجمية إلى الطاقة المظلمة.

استلهم الفريق الذي يقف وراء هذا الاقتراح من النتائج الأخيرة الناشئة عن الأداة الطيفية للطاقة المظلمة (DESI) التي تشير إلى قوة الطاقة المظلمة ، التي تمثل حوالي 68 ٪ من مسألة الكون وميزانية الطاقة ، مع مرور الوقت. هذا يتناقض مع أفضل نموذج الحالي للكون ، أو النموذج القياسي لعلم الكونيات ، أو نموذج Lambda Cold Dark Matter (LCDM) ، والذي يشير إلى أن قوة الطاقة المظلمة يجب أن تكون ثابتة.

وقال باحث ديسي وباحث جامعة بوسطن ستيف أهل في بيان “من الناحية التاريخية ، هذه هي الطريقة التي يتم بها القيام بالفيزياء. لقد توصلت إلى أكبر عدد ممكن من الأفكار وتسقطها بأسرع ما يمكن”. “أنت لا تخجل من الأفكار الجديدة والمختلفة ، وهو ما نحتاجه بوضوح للتوصل إلى هذه الأيام عندما يكون هناك الكثير من الألغاز”.

كان أهلن مساهمًا مبكرًا في تطوير CCBH ، الذي قدمه العالم لأول مرة قبل 5 سنوات من قبل عالم جامعة ولاية أريزونا كيفن كروكر وأستاذ جامعة هاواي دنكان فاراه. منذ ذلك الحين ، لعب العديد من الباحثين فكرة قوية من الناحية الرياضية ولكن غير التقليدية للغاية عن الثقوب السوداء كقطرات من الطاقة المظلمة.

كيف تقترن الثقوب السوداء بالربط مع ديسي

تربط فكرة الفريق التوسع المتسارع في الكون بملاحظات ديسي للمجرات التي تمتد إلى 10 مليارات سنة ، والتي يبدو أنها تشير إلى أن هناك مسألة أقل في ميزانية طاقة المادة الكونية اليوم مما كانت عليه خلال الانفجار الكبير. ذلك لأن الأمر ، من خلال تأثيرها الجاذبية ، يبطئ التوسع الكوني ، في حين أن الطاقة المظلمة تسرعها.

وبالتالي ، فإن استهلاك المادة في التحويل إلى فقاعات الطاقة المظلمة في شكل ثقوب سوداء في فرضية CCBH من شأنه أن يفسر سبب تغير المعدل الذي يتوسع فيه الكون ، الذي يسمى ثابت هابل ، مع مرور الوقت.

على الرغم من أن الطاقة المظلمة تهيمن على الكون اليوم ، لم يكن هذا هو الحال دائمًا. تسبب شيء ما في الإطاحة بتأثير المادة والجاذبية من حوالي 9 مليارات إلى 10 مليارات سنة بعد الانفجار الكبير. تشير فرضية CCBH إلى أن الطاقة المظلمة لم يكن لديها بعض القوة التعسفية في فترات مختلفة من التاريخ الكوني ، ولكن بدلاً من ذلك ظهر بعد أن توسع الكون وتبريده بدرجة كافية للسماح لتوليد النجوم والموت لاحقًا. هذا يعني أن كمية الطاقة المظلمة وتأثيرها في أي وقت من الأوقات يجب أن ترتبط بعدد النجوم المولودة.

لقد كانت حقيقة أن ملاحظات Desi المتغيرة للطاقة المظلمة مع مرور الوقت تبدو تتوافق بالفعل مع معدلات تكوين النجوم التي لاحظها تلسكوب هابل الفضائي وتلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) الذي أقنع كروكر وفاره بالتعاون مع ديسي.

وقال فارح: “تربط فرضية CCBH الظواهر التي لا تتوقعها في البداية أن تكون مرتبطة”. “إنه خلط المقاييس ، الكبيرة والصغيرة ، التي تتعارض مع حدسنا الخطي المدربين.”

من بين الفواق التي لا علاقة لها بأن هذه الفرضية التي يمكن أن تشفيها هي السؤال الذي يحيط بكتلة ما يسمى “جزيئات الأشباح” أو النيوتريونات.

الكونية شبح الخداع

النيوتريونات لا شحن ولا كتلة تقريبًا ، مما يعني أن 100 تريليون منهم يمكن أن يمر عبر جسمك كل ثانية بسرعات قريبة من الضوء ، ولا تلاحظ شيئًا. ومن ثم لقبهم المخيف.

النيوتريونات هي ثاني أكثر الجزيئات وفرة في الكون بعد فوتونات (جزيئات الضوء) ، ويعرف العلماء أن لديهم كتل غير صفرية ، لكن حساب هذه الجماهير كان أمرًا صعبًا. لا يقتصر الأمر على ذلك لأن النيوتريونات ، كما قد تتخيل ، يصعب اكتشافها بشكل لا يصدق ، ولكن هذا أيضًا جزئيًا على الأقل لأن المادة يجب أن تأتي في ثلاثة أنواع: المادة المظلمة ، الباريون (مثل البروتونات والنيوترونات) ، والنيوتريونات ؛ ومع ذلك ، فإن بعض نماذج الانفجار الكبير وتطور الكون لا تترك مجال النيوتريونات لتقديم الكثير من المساهمة في ميزانية الطاقة.

تعالج بعض التقديرات الحالية هذا من خلال وضع كتلة Neutrino غير صفرية ولكن ذات قيمة سلبية ، وهو أمر مثير للقلق للغاية بالنسبة للفيزيائيين ، لأن الكتلة السلبية ليست شيئًا ممكنًا حاليًا.

وقال روجير ويندهورست في البيان في البيان “قد تشير البيانات إلى أن كتلة النيوترينو سلبية وأنه ، بالطبع ، غير مسبق”.

ومع ذلك ، فإن العوملة في استهلاك الباريون في شكل ميت ستار المادة وتحويلها إلى الطاقة المظلمة في فرضية CCBH يزيل هذا الصداع الكتلي غير المادي. ذلك لأن Baryons قد اختفى منذ الانفجار الكبير ، حيث يتم تحويلها إلى قطرات طاقة داكنة ، مما يسمح للنيوتريونات بتقديم مساهمة بما يتماشى مع قياسات وفرةها.

وأضاف Windhorst: “تجد أن توزيع احتمالية كتلة النيوترينو لا يشير ليس فقط إلى عدد إيجابي ، ولكن رقمًا يتماشى تمامًا مع التجارب الأرضية”. “أجد هذا مثير للغاية.”

القصص ذات الصلة:

– كيف يمكن لمرصد روبن اكتشاف آلاف “النجوم الفاشلة”

– يكتشف تلسكوب هابل الفضائي أن “النجوم الفاشلة” سيئة في العلاقات أيضًا

– يكتشف تلسكوب جيمس ويب للفضاء أصغر “نجوم فاشلة” على الإطلاق

في حين أن هذا المفهوم هو بالتأكيد خطوة أخرى نحو إنشاء CCBH كنظرية قابلة للحياة ، والمزيد من البيانات والتحليل ، وبالطبع ، ستكون هناك حاجة إلى التدقيق من قبل المجتمع العلمي قبل أن يتمكن أي شخص من محاولة CCBH كنموذج جديد صحيح من علم الكونيات.

أشار أهلين ، وهذا بالطبع الطريقة التي يعمل بها العلوم. في غضون ذلك ، يمكن للمتعاونين في DESI الاحتفال بحقيقة أن هذا البحث يثبت أن بياناتهم تسمح باختبار فرضيات “هناك” إلى حد ما.

وقال عضو فريق البحث ، غريغوري تارلي ، عضو فريق البحث ، غريغوري تارلي ، “إنه أمر مثير للاهتمام على الأقل”. “أود أن أقول إن الإقناع ستكون كلمة أكثر دقة ، لكننا نحاول حقًا حجز ذلك في مجالنا.

“هذا رائع للغاية ، ليكون في هذه المرحلة بعد العمل على تجربة لفترة طويلة ، لتوضيح نتائج مثيرة. إنه لأمر رائع.”

تم نشر بحث الفريق يوم الخميس (21 أغسطس) في خطابات المجلة المادية للمراجعة.