الثقوب السوداء هي أجسام فلكية تتمتع بجاذبية قوية للغاية، منها
منذ ذلك الحين ، قام الفيزيائيون بعمل لا حصر لهدراسات نظرية وتجريبية لفهم طبيعة هذه الأشياء الكونية بشكل أفضل. توسع الدراسة الجديدة فهم العلماء للخصائص الفريدة للثقوب السوداء وخصائصها ودينامياتها.
الدوامات والثقوب السوداء
طاقم جامعة لودفيغ ماكسيميليان وأجرى معهد ماكس بلانك للفيزياء مؤخرًا دراسة نظرية حول احتمال وجود دوامات في الثقوب السوداء. ووفقا لدراسة نشرت في مجلة Physical Review Letters، فمن الممكن أن تكون موجودة من الناحية النظرية.
حتى نشر الدراسة الجديدة ، لم يكن العلماء قد درسوا دوران الثقوب السوداء من حيث هذا المفهوم. ومع ذلك ، لا يمكن أن توجد فقط. هذه قاعدة أكثر من كونها استثناء.
ماذا فعل العلماء؟
أجرى العلماء عدة حسابات.لقد استندوا إلى نموذج كمي تم تطويره مؤخرًا للثقوب السوداء بناءً على مكثفات جرافيتون بوز-آينشتاين. تذكر أن الجرافيتونات هي جسيمات أولية افتراضية عديمة الكتلة. هم حاملات تفاعل الجاذبية وكميات مجال الجاذبية بدون شحنات كهربائية وغيرها. يفترض دائمًا أنه يتحرك بسرعة الضوء.
تم التقاط الصورة الأولى للثقب الأسود باستخدام ملاحظات مركز المجرة M87.
الصورة: Event Horizon Telescope Collaboration
الهدف الرئيسي من الدراسة الجديدة هو دراسة الثقوب السوداء الدوارة على المستوى الكمومي لمعرفة ما إذا كانت تسمح بالفعل بوجود هياكل دوامة.
لأن تدوير مكثفات بوز-آينشتاينتمت دراستها بالفعل في المختبرات ، ومن المعروف أنها تسمح ببنية دوامة إذا كانت تدور بسرعة كافية. ألهم هذا العلماء للبحث عنها أيضًا في نماذج من الثقوب السوداء الدوارة.
ماذا اكتشف علماء الفيزياء؟
وكجزء من الدراسة، أظهر العلماء أن اللون الأسوديمكن وصف الثقب ذو الدوران الشديد بأنه متكثف جرافيتوني ذو دوامية. والجدير بالذكر أن هذا يتوافق مع الدراسات السابقة .
في السابق ، افترض الفيزيائيون بالفعل هذا الحد الأقصىالثقوب السوداء مقاومة لإشعاع هوكينغ. تذكر أن هذه عملية افتراضية للانبعاث بواسطة ثقب أسود لجسيمات أولية مختلفة ، خاصة الفوتونات. إشعاع هوكينغ هو الحجة الرئيسية للعلماء فيما يتعلق بتحلل الثقوب السوداء الصغيرة ، والتي يمكن أن تنشأ نظريًا أثناء التجارب في LHC.
كما أظهرت الدراسة أنه إذاالشحنات المتنقلة ، تلتقط الدوامة المشتركة للثقب الأسود التدفق المغناطيسي لحقل القياس. نتيجة لذلك ، يؤدي هذا إلى إشعاع مميز يمكن ملاحظته تجريبياً. وهكذا ، فإن التنبؤات النظرية للعلماء تفتح إمكانيات جديدة لمراقبة أنواع جديدة من المادة ، بما في ذلك المادة المظلمة من الجسيمات المليئة الشحنة.
رسم تخطيطي لثقب أسود به دوامات عديدة. تشير الألوان إلى الاتجاه ، ويتم تمييز خطوط المجال المغناطيسي المقابلة باللون الأسود. الصورة: دفالي وآخرون.
كما لاحظ مؤلفو الدراسة ، الدوامية هيهذه خاصية جديدة تمامًا للثقوب السوداء. على المستوى الكلاسيكي (بصرف النظر عن هيكلها الكمومي) ، فهي تتميز تمامًا بثلاث معاملات: الكتلة والدوران والشحنة. أضاف العلماء الآن الدوامية إلى تلك القائمة.
ما هو الحد الأدنى؟
أن العلماء قد أثبتوا مزاعمهموجود الدوامات في الثقوب السوداء يغير العلم. على سبيل المثال ، هذا يفسر عدم التطابق الكوني: لماذا لا تحتوي الثقوب السوداء ذات الدوران الأقصى على إشعاع هوكينغ. وبالتالي ، في المستقبل ، ستمهد هذه النظرية الطريق لملاحظات تجريبية جديدة واستنتاجات نظرية حول طبيعتها.
على سبيل المثال ، يمكن للهياكل الدوامة للثقوب السوداءشرح المجالات المغناطيسية الشديدة القوة التي تنشأ في النوى النشطة للمجرات في الكون. بالإضافة إلى ذلك ، من المحتمل أن تكمن وراء جميع المجالات المغناطيسية للمجرات المعروفة تقريبًا.
في المستقبل ، ستساعد ملاحظات الموجات الثقالية لدمج الثقوب السوداء ، والتي تتميز كل منها بالدوامات ، في دراسة الجوانب الكمومية للزمكان.
قراءة المزيد:
ستنقل الطائرة الفضائية البضائع إلى محطة الفضاء الدولية وتهبط في "مطار" عادي
اقترب النجم من الثقب الأسود وتمزق: لاحظ العلماء ذلك من ثلاثة تلسكوبات
وجد العلماء آثارًا لطفرات جينية في دم كل شخص كان في الفضاء