نيويورك (أ ف ب) – لاحظ العلماء لأول مرة التموجات الخافتة الناتجة عن حركة الثقوب السوداء التي تمد وتضغط بلطف على كل شيء في الكون.
أفادوا يوم الأربعاء أنهم كانوا قادرين على “سماع” ما يسمى موجات الجاذبية منخفضة التردد – التغيرات في نسيج الكون التي تم إنشاؤها بواسطة أجسام ضخمة تتحرك وتصطدم في الفضاء.
قالت مورا ماكلولين ، المدير المشارك لـ NANOGrav ، التعاون البحثي الذي نشر النتائج في مجلة The Astrophysical Journal Letters: “إنها حقًا المرة الأولى التي يكون لدينا فيها دليل على هذه الحركة الواسعة النطاق لكل شيء في الكون”.
توقع أينشتاين أنه عندما تتحرك الأجسام الثقيلة حقًا عبر الزمكان – نسيج كوننا – فإنها تخلق تموجات تنتشر عبر هذا النسيج. يشبه العلماء أحيانًا هذه التموجات بالموسيقى الخلفية للكون.
في عام 2015 ، استخدم العلماء تجربة تسمى LIGO لاكتشاف موجات الجاذبية لأول مرة وأظهروا أن أينشتاين كان على حق. لكن حتى الآن ، لم تكن هذه الأساليب قادرة إلا على التقاط الموجات على ترددات عالية ، كما أوضحت كيارا مينجاريللي ، عضوة نانوغراف ، عالمة الفيزياء الفلكية في جامعة ييل.
قال مينجاريللي إن هذه “الزقزقة” السريعة تأتي من لحظات محددة عندما تصطدم الثقوب السوداء الصغيرة نسبيًا والنجوم الميتة ببعضها البعض.
في أحدث الأبحاث ، كان العلماء يبحثون عن موجات ذات ترددات أقل بكثير. قد تستغرق هذه التموجات البطيئة سنوات أو حتى عقودًا للدوران لأعلى ولأسفل ، وربما تأتي من بعض أكبر الأجسام في عالمنا: الثقوب السوداء الهائلة التي تبلغ كتلتها مليارات المرات من شمسنا.
تتصادم المجرات عبر الكون باستمرار وتندمج معًا. عندما يحدث هذا ، يعتقد العلماء أن الثقوب السوداء الهائلة في مراكز هذه المجرات تتجمع أيضًا وتنحصر في رقصة قبل أن تنهار في النهاية مع بعضها البعض ، كما أوضح زابولكس ماركا ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة كولومبيا الذي لم يشارك في البحث.
ترسل الثقوب السوداء موجات الجاذبية لأنها تدور حول هذه الأزواج ، والمعروفة باسم الثنائيات.
قال ماركا: “ثنائيات الثقوب السوداء الهائلة ، التي تدور ببطء وهدوء حول بعضها البعض ، هي نغمات وباس الأوبرا الكونية”.
لا توجد أدوات على الأرض يمكنها التقاط التموجات من هذه العمالقة. قال مايكل لام الباحث في NANOGrav من معهد SETI: “كان علينا بناء كاشف بحجم المجرة تقريبًا”.
تضمنت النتائج التي تم إصدارها هذا الأسبوع 15 عامًا من البيانات من NANOGrav ، التي تستخدم التلسكوبات عبر أمريكا الشمالية للبحث عن الأمواج. كما نشرت فرق أخرى من صيادي موجات الجاذبية حول العالم دراسات ، بما في ذلك في أوروبا والهند والصين وأستراليا.
وجه العلماء التلسكوبات إلى نجوم ميتة تسمى النجوم النابضة ، والتي ترسل ومضات من موجات الراديو أثناء دورانها في الفضاء مثل المنارات.
هذه الانفجارات منتظمة لدرجة أن العلماء يعرفون بالضبط متى من المفترض أن تصل موجات الراديو إلى كوكبنا – “مثل ساعة منتظمة تمامًا تدق بعيدًا في الفضاء ،” قالت سارة فيجلاند ، عضو نانوغراف ، عالمة الفيزياء الفلكية في جامعة ويسكونسن – ميلووكي . ولكن عندما تعمل موجات الجاذبية على تشوه نسيج الزمكان ، فإنها في الواقع تغير المسافة بين الأرض وهذه النجوم النابضة ، مما يؤدي إلى التخلص من هذا النبض الثابت.
من خلال تحليل التغييرات الطفيفة في معدل التكتك عبر النجوم النابضة المختلفة – مع ظهور بعض النبضات في وقت مبكر قليلاً وتأخر البعض الآخر – يمكن للعلماء معرفة أن موجات الجاذبية كانت تمر عبرها.
راقب فريق NANOGrav 68 نجمًا نابضًا عبر السماء باستخدام تلسكوب Green Bank في ولاية فرجينيا الغربية ، وتلسكوب Arecibo في بورتوريكو والمصفوفة الكبيرة جدًا في نيو مكسيكو. وجدت فرق أخرى أدلة مماثلة من عشرات النجوم النابضة الأخرى ، التي تم رصدها بواسطة التلسكوبات في جميع أنحاء العالم.
قال مارك كاميونكوفسكي ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة جونز هوبكنز ، والذي لم يشارك في البحث ، إن هذه الطريقة حتى الآن لم تكن قادرة على تتبع مصدر هذه الموجات منخفضة التردد بالضبط.
بدلاً من ذلك ، إنها تكشف عن الطنين المستمر الذي يحيط بنا – كما هو الحال عندما تقف في منتصف حفلة ، “ستسمع كل هؤلاء الأشخاص يتحدثون ، لكنك لن تسمع أي شيء على وجه الخصوص” ، قال كاميونكوفسكي .
قال مينجاريللي إن ضجيج الخلفية الذي وجدوه “أعلى” مما توقع بعض العلماء. قد يعني هذا أن هناك عمليات اندماج للثقوب السوداء تحدث في الفضاء أكثر أو أكبر مما كنا نعتقد – أو يشير إلى مصادر أخرى لموجات الجاذبية التي يمكن أن تتحدى فهمنا للكون.
يأمل الباحثون أن الاستمرار في دراسة هذا النوع من موجات الجاذبية يمكن أن يساعدنا في معرفة المزيد عن أكبر الأجسام في كوننا. قال ماركا إنه يمكن أن يفتح أبوابا جديدة “لعلم الآثار الكونية” التي يمكنها تتبع تاريخ الثقوب السوداء والمجرات المندمجة في كل مكان من حولنا.
قال فيجلاند: “لقد بدأنا في فتح هذه النافذة الجديدة على الكون”.
___
يتلقى قسم الصحة والعلوم في أسوشيتد برس دعمًا من مجموعة العلوم والوسائط التعليمية التابعة لمعهد هوارد هيوز الطبي. AP هي المسؤولة وحدها عن جميع المحتويات.