على الرغم من أن الجسم الغامض من النوع الجديد، في الوقت الحالي، عبارة عن بناء رياضي افتراضي، إلا أن عمليات المحاكاة الجديدة،
كيف جميعا لم تبدأ؟
لن يكون هناك بحث جديد بدون الجاذبيةأمواج هذه هي التغيرات في مجال الجاذبية التي تنتقل مثل الأمواج. وهي تنبعث عن طريق كتل متحركة، ولكن بعد الإشعاع تنفصل عنها وتوجد بشكل مستقل عن هذه الكتل. يرتبط رياضيًا باضطراب في مقياس الزمكان ويمكن وصفه بأنه "تموجات الزمكان". بمعنى آخر، هذه تقلبات في الزمكان تبتعد عن الأجسام الضخمة التي تتحرك بتسارع. كلما زاد تسارع الجسم وكتلته، زاد الاهتزاز.
اول مرة اتكلم عن موجات الجاذبيةعالم الفيزياء البارز ألبرت أينشتاين، الذي تنبأ قبل قرن من الزمان بوجودها في إطار النظرية النسبية العامة (GTR). ولكن لم يتم اكتشافها إلا في عام 2015، مما صدم عالم الفيزياء الفلكية حيث أكد وجود الثقوب السوداء.
مفهوم الثقب الأسود. الصورة: العين
الثقب الأسود هو منطقة من الزمكانوجود مثل هذه الجاذبية القوية بحيث لا يمكن للجسيمات أو الإشعاع الكهرومغناطيسي تركها. تسمى حدود هذه المنطقة بأفق الحدث. في ربيع عام 2019 ، عرضت وسائل الإعلام حول العالم أول صورة لثقب أسود (بتعبير أدق ، "صورة ظلية"). وعقد المؤتمر الصحفي ، الذي عُرضت فيه نتائج الاكتشاف العلمي ، في ست مدن في وقت واحد - من واشنطن إلى بروكسل وطوكيو.
ماذا لو …؟
واستلهم فريق من العلماء هذه الاكتشافاتقررت جامعة جونز هوبكنز دراسة إمكانية وجود أجسام أخرى يمكنها، من الناحية النظرية، إنتاج تأثيرات جاذبية مماثلة، لكن أجهزة الاستشعار الموجودة على الأرض تقرأها على أنها ثقوب سوداء. أطلق الفيزيائيون على هذه الأجسام اسم "العزلات الطوبولوجية". تصور عمليات المحاكاة الجديدة إحداها بشكل واقعي. من مسافة بعيدة يبدو الأمر وكأنه صورة ضبابية لثقب أسود، ولكن من مسافة قريبة يبدو الأمر مختلفًا تمامًا.
ما هو السليتون؟
في هذه المرحلة يكون الكائن افتراضيًا. لكن حقيقة أن الفريق قام ببنائه باستخدام معادلات رياضية وأظهر كيف يبدو من خلال عمليات المحاكاة تشير إلى احتمال وجود أنواع أخرى من الأجرام السماوية في الفضاء، مختبئة حتى من أفضل التلسكوبات على الأرض.
وفقا للبيانات التي تم الحصول عليها ، الطوبولوجيايشوه soliton الفضاء تمامًا مثل الثقب الأسود ، لكنه يتصرف بشكل مختلف. تبعث أشعة ضوئية ضعيفة لا يمكنها الهروب من قوة الجاذبية القوية لثقب حقيقي.
مقطع فيديو يوضح تأثيرات عدسة الجاذبية الناتجة عن غياب جسم ما في خط رؤية الراصد، وثقب أسود، وسوليتون طوبولوجي.
الائتمان: بيير هايدمان / جامعة جونز هوبكنز
"الضوء منحني بشدة، ولكن بدلاً من ذلكيتم امتصاصه، كما هو الحال في الثقب الأسود، ويتبدد في حركات غريبة، حتى يعود إليك في مرحلة ما بطريقة فوضوية. أنت لا ترى البقعة المظلمة. كتب مؤلفو الدراسة: "إنك ترى فقط "ضبابية"، مما يعني أن الضوء يدور بعنف حول هذا الجسم الغريب".
مجال الجاذبية للثقب الأسود هو كذلكقوي أن الضوء يمكن أن يدور حوله على مسافة معينة من المركز، كما تدور الأرض حول الشمس. وهو يحدد حافة "ظل" الثقب الأسود، بحيث يكون أي ضوء ساقط في "أفق الحدث" ولا يمكنه الهروب.
ماذا فعل العلماء؟
قام الفيزيائيون في هوبكنز بمحاكاة العديد منهاسيناريوهات تستخدم صورًا للفضاء الخارجي وكأنها ملتقطة بكاميرا، مع وضع ثقب أسود وسليتون طوبولوجي أمام العدسة. ونتيجة لذلك، حصلوا على صور مشوهة بسبب تأثير جاذبية الأجسام الضخمة.
يعتبر Solitons بمثابة أفضل النماذج لكيفية القيام بذلكتبدو الأجسام الجديدة ذات الجاذبية الكمومية مقارنة بالثقوب السوداء. لقد قاموا في السابق بإنشاء نماذج من النجوم البوسونية، ونجوم الجاذبية وغيرها من الأجسام الافتراضية التي يمكن أن يكون لها تأثيرات جاذبية مماثلة للأشكال الغريبة من المادة.
مفهوم الثقب الأسود: كريازيلا
"هذه هي أول محاكاة ذات أهمية فيزيائية فلكية"أشياء من نظرية الأوتار، حيث يمكننا وصف الاختلافات بين السوليتون الطوبولوجي والثقب الأسود كما لو كان المراقب يراهم في السماء"، يوضح مؤلفو الدراسة.
وما علاقة نظرية الأوتار بالموضوع؟
استخدم مؤلفو الدراسة الجديدة نتائج مختلفة من نظرية الأوتار، وفي عام 2021، اكتشفوا طرقًا لبناء السوليتونات الطوبولوجية باستخدام النظرية النسبية العامة لأينشتاين.
نظرية الأوتار هي فرع من فروع الفيزياء النظرية ،دراسة ديناميات تفاعل الأشياء ليس كجسيمات نقطية ، ولكن كأجسام ممتدة أحادية البعد ، تسمى الأوتار الكمومية. هذه النظرية هي إحدى المحاولات للجمع بين النظرية العامة للنسبية وفيزياء الكم.
تعتبر الجاذبية وعالم الكم تاريخياعمليات مختلفة ومتضادة. ولكن، وفقا للباحثين، هذا ليس صحيحا تماما. كان العلماء يحاولون إنشاء "نظرية كل شيء" لتوحيد النسبية وعالم الكم. في هذه العملية، أنشأ الفيزيائيون العديد من النظريات غير العادية، إحداها هي نظرية الأوتار.
لماذا الدراسة الجديدة مهمة جدا؟
خصوصية الدراسة الجديدة هي على وجه التحديد:فهو يشرح النظريات الأساسية حول آلية العمل الداخلية للكون والتي لا توجد في النماذج الأخرى. ويستخدم نظرية الأوتار، التي توفق بين ميكانيكا الكم ونظرية الجاذبية لأينشتاين.
"هذه بداية بحث رائعالبرامج. نأمل أن نتمكن في المستقبل من اقتراح أنواع جديدة من النجوم فائقة الصغر، والتي تتكون من أنواع جديدة من المادة الناتجة عن الجاذبية الكمومية.
قراءة المزيد:
ظهرت صورة داخل ثاني أعمق حفرة تحت الماء في العالم
شاهد ما حدث لعطارد عندما اقترب من الشمس قدر الإمكان
اكتشف العلماء طبيعة "الوحش" القديم الغامض
صورة الغالف: يوكتيريز