التقط العلماء موجات الصدمة من مدار الثقوب السوداء الهائلة في قلب المجرات البعيدة عندما تبدأ في الاندماج.
قد يكون هذا أول دليل مباشر على وجود ثقوب سوداء عملاقة تشوه المكان والزمان عندما تتصاعد على بعضها البعض.
النظرية هي أن هذه هي الطريقة التي تنمو بها المجرات. الآن قد يتمكن علماء الفلك قريبًا من مشاهدة حدوث ذلك.
تحدث هذه التشوهات طوال الوقت ، في جميع أنحاء الكون.
إحدى المجموعات التي قامت بهذا الاكتشاف هي اتحاد مصفوفة توقيت النجوم النابضة (EPTA) ، بقيادة البروفيسور مايكل كرامر من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي في بون.
وقال لبي بي سي نيوز إن هذا الاكتشاف لديه القدرة على تغيير أفكار علماء الفلك حول الكون إلى الأبد.
“يمكن أن يخبرنا ما إذا كانت نظرية الجاذبية لأينشتاين خاطئة ؛ قد تخبرنا عن ماهية المادة المظلمة والطاقة المظلمة ، الأشياء الغامضة التي تشكل الجزء الأكبر من الكون ، ويمكن أن تمنحنا نافذة جديدة على نظريات الفيزياء “.
قد تعطي الدراسة الإضافية رؤى جديدة حول الدور الذي تلعبه الثقوب السوداء الهائلة في تطور جميع المجرات.
وقالت الدكتورة ريبيكا بولر ، من جامعة مانشستر ، لبي بي سي نيوز إن الباحثين يعتقدون بوجود ثقوب سوداء عملاقة في قلب كل المجرات وأنها تنمو على مدى مليارات السنين. لكن حتى الآن كان هذا كله نظريًا.
“نحن نعلم بوجود ثقوب سوداء فائقة الكتلة ، ولكننا لا نعرف كيف وصلت إلى هناك. أحد الاحتمالات هو أن الثقوب السوداء الأصغر تندمج ، ولكن هناك القليل من الأدلة الرصدية على ذلك.
وقالت: “لكن مع هذه الملاحظات الجديدة يمكننا أن نرى مثل هذا الاندماج لأول مرة. وهذا سيخبرنا مباشرة كيف تتشكل الثقوب السوداء الأكثر ضخامة”.
تم إجراء الملاحظات من خلال دراسة إشارات من النجوم الميتة تسمى النجوم النابضة. هذه تدور وترسل دفعات من الإشارات الراديوية على فترات دقيقة للغاية.
لكن الباحثين ، بمن فيهم علماء فلك من تلسكوب لوفيل في جودريل بنك في شيشاير ومن جامعة برمنغهام ، وجدوا أن هذه الإشارات تصل إلى الأرض بشكل أسرع أو أبطأ مما ينبغي. ويقولون إن تشويه الوقت يتوافق مع موجات الجاذبية الناتجة عن اندماج الثقوب السوداء الهائلة عبر الكون.
قال الدكتور ستانيسلاف باباك من مختبر APC في CNRS بفرنسا ، إن موجات الجاذبية تحمل معلومات حول “بعض أفضل أسرار الكون المحفوظة”.
تختلف موجات الجاذبية المكتشفة حديثًا عن الموجات التي تم اكتشافها حتى الآن. كانت تلك الموجات السابقة ناتجة عن اصطدام الثقوب السوداء الأصغر حجمًا بالنجوم ببعضها البعض.
يُعتقد أن النوع الموصوف في أحدث الأبحاث هو من ثقوب سوداء أكبر بمئات الملايين من المرات ، وتتصاعد على بعضها البعض كلما اقتربت أكثر من أي وقت مضى.
إن ثورة الجاذبية الخاصة بهم قوية جدًا لدرجة أنها تشوه الزمان والمكان – وهي عملية يمكن أن تستمر لمليارات السنين حتى تندمج الثقوب السوداء الهائلة أخيرًا.
يمكن اعتبار موجات الجاذبية التي اكتشفها العلماء سابقًا على أنها قعقعة قصيرة ، في حين أن الموجات الجديدة تشبه طنين الخلفية الذي يحيط بنا طوال الوقت.
خطوتهم التالية هي أخذ المزيد من القراءات والجمع بين الملاحظات. مع إحراز مزيد من التقدم ، يتمثل الهدف الآخر في التمكن من الكشف عن أزواج فردية من الثقوب السوداء فائقة الكتلة – بافتراض أنها المصدر.
من الممكن أيضًا أن تكون موجات الجاذبية ناتجة عن ظواهر مثيرة أخرى ، مثل أول ثقوب سوداء تم إنشاؤها على الإطلاق ، أو هياكل غريبة تسمى الأوتار الكونية ، وكلاهما يمكن اعتباره بذور نشأ منها الكون.
ما هي موجات الجاذبية؟
الجاذبية قوة ثابتة في حياتنا اليومية. إذا تركت كوبًا فإنه يسقط ويتحطم على الأرض في كل مرة تقوم فيها بذلك. لكن الجاذبية في الفضاء لا تبقى كما هي. يمكن أن يتغير إذا كان هناك حدث مفاجئ وكارثي – مثل اصطدام الثقوب السوداء.
كان الحدث كارثيًا لدرجة أن المكان والزمان يتم تشويههما ويتم إرسال تموجات عبر الكون – كما يحدث عندما يتم إسقاط حصاة في بركة.
في حالة موجات الجاذبية ، كل شيء في الكون – النجوم والكواكب وحتى نحن – هو الماء. يتم ضغط كل شيء وتمدده ثم سحقه وتسويته بشكل طفيف مع مرور التموجات فوقنا. وكما هو الحال في البركة ، فإن التموجات تتقلص بسرعة وتختفي.
تم الكشف عن موجات الجاذبية الناتجة عن اندماج الثقوب السوداء بحجم النجوم مباشرة لأول مرة في عام 2015. قامت أنظمة الليزر الحساسة جدًا بقياس التموجات الناتجة في اللحظات الأخيرة قبل الاصطدام.
بالنسبة لنوع الموجات القادمة من الثقوب السوداء الهائلة الملهمة ، فإن نهج النجم النابض يلتقط التموجات الناتجة في مليارات السنين قبل الاتحاد النهائي.
وهذا يشبه التدفق المستمر للحصى الذي يتم إلقاؤه في البركة. ولأن عمليات الاندماج تحدث في جميع أنحاء الفضاء ، فإن الإشارة تأتي على شكل نشاز.
جمعت EPTA النتائج مع كونسورتيوم في الهند (InPTA) ونشرت نتائج دراستهم في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.
نشرت ثلاث مجموعات بحثية أخرى منفصلة ومتنافسة ، من أمريكا الشمالية (NANOGrav) وأستراليا (PPTA) والصين (CPTA) ، تقييمات مماثلة ، مما أثار حماسة هائلة عبر مجتمع الفيزياء وعلم الفلك.
يجب على العلماء أولاً تأكيد ملاحظاتهم. لا يوجد لدى أي من المجموعات البحثية بيانات تتجاوز المعيار الذهبي لفرصة الخطأ التي تقل عن واحد في المليون ، وهو أمر مطلوب عمومًا لإثبات قاطع – على الرغم من أن نتائج الفرق المختلفة مقنعة بالتأكيد.
يتبع بالاب على تويتر