نظرية جديدة عن تشكِّل الثقوب السوداء

الثقب الأسود -بنحو عام- هو مكان في الفضاء يتميز بجاذبية قوية جدًّا إذ لايمكن لأي شيء -ولا حتى الجسيمات أو موجات الإشعاع الكهرومغناطيسي مثل الضوء- الإفلات منه.

اقرأ المزيد عن الثقب الأسود على موقعنا هنا

تصنف الثقوب السوداء بحسب حجمها إلى صنفين رئيسيين: 

الأول هو الثقب الأسود الكمي stellar mass black hole

وبحسب نظرية الانهيار الكمي عندما يصل نجم عملاق تبلغ كتلته نحو خمسة أضعاف كتلة الشمس أو أكثر إلى نهاية حياته، ويفقد القدرة على دمج العناصر الموجودة داخل نواته، يحدث خلل في التوازن بين القوة النابذة الناتجة عن  حرارة التفاعل النووي من جهة، والقوة الجاذبة الهائلة الضاغطة على مركز النجم بسبب كتلته؛ ونتيجة لذلك يحدث انهيار في الطبقات العليا للنجم على نواته بسرعات هائلة تقترب من سرعة الضوء، ويؤدي هذا الانهيار إلى إنتاج كتلة فائقة الكثافة توّلد ضغطًا هائلًا، يُحدِثُ ثقبًا في نسيج الزمكان يُسمّى ثقبًا أسود يعرف بالثقب الأسود الكميّ.

ولكن هناك نوعًا آخرَ من الثقوب السوداء هائل الكتلة، لطالما كان من الصعب على العلماء تفسير تشكله يسمى الثقب الأسود الفائق Super massive black hole؛ فالثقب الأسود الفائق الموجود في مركز كل مجرة كبيرة -ومن ضمنها مجرتنا درب التبانة- يتحدى النظرية الحالية عن كيفية تشكل الثقوب السوداء.

كثيرًا ما حاول العلماء تفسير وجود الثقوب الفائقة الكتلة عن طريق نظرية الانهيار الكمي إذ من الممكن تشكل الثقب الأسود الفائق من انهيار نجميّ ومن ثم ازدياد حجمه كلما ابتلع كميات جديدة من المادة المحيطة، ولكن الثغرة في هذه النظرية هو أنّ تشكل الثقب يحتاج إلى وقتٍ طويل جدًّا مما يتناقض مع عمر الثقب الفعليّ.  فقد اكتشف العلماء مجموعة مؤلفة من 83 ثقبًا أسود قديمة جدًّا تتحدى جميع التفسيرات العلمية الحالية عن تشكل الثقوب السوداء فائقة الكتلة. معظم هذه الثقوب تشكلت بعد فترة 800 مليون سنة من حدوث الانفجار العظيم وهو وقت غير كافٍ بحسب نظرية الانهيار الكميّ.

ووضعت مجموعة مؤلفة من باحثَين اثنين في جامعة Western University في اونتاريو كندا نظرية جديدة سموها الانهيار المباشر direct collapse  تفسر التناقض في عمر هذه الثقوب؛ تقوم هذه النظرية على فكرة أن الثقوب السوداء القديمة تشكلت بالفعل بعد قرابة 800 مليون سنة من الانفجار العظيم، وبسرعة كبيرة وخلال فترة قصيرة من الزمن، لكنها توقفت فترة عن النمو  نتيجة الإشعاعات الناتجة عن تشكل النجوم والثقوب الأخرى، لذا فإن هذه الثقوب تشكّلت في فترة أقصر مما هو معتاد، وقد طوَّر العالمان أنموذجًا رياضيًّا جديدًا يصف تشكل مثل هذه الثقوب السوداء.

المصادر:

هنا

هنا