علماء الفلك يحلون نظرية ستيفن هوكينج المجنونة

الثقوب السوداء هي نظرية ستيفن هوكينج المثيرة للجدل. (الصورة: الوثيقة. ناسا / الإيسا)

لطالما كانت إحدى نظريات ستيفن هوكينج الأكثر إثارة للجدل تحديا كبيرا لعلماء الفلك والعلماء للعثور على إجابات. الآن لقد حلوها.

في السبعينيات، اقترح هوكينج أن المادة المظلمة، المادة غير المرئية التي تشكل معظم المادة في الكون، ربما كانت تتكون من ثقوب سوداء تشكلت في الأيام الأولى من الانفجار الكبير.

الآن، طور ثلاثة علماء فلك نظرية لا تفسر فقط وجود المادة المظلمة، ولكن أيضا ظهور أكبر ثقب أسود في الكون.

وقال بريامفادا ناتاراجان، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة ييل، "ما أعتقد شخصيا أنه مثير للاهتمام للغاية حول هذه الفكرة هو كيف تجمع بأناقة بين قضيتين صعبتين للغاية أعمل عليهما، وهما التحقيق في طبيعة المادة المظلمة وتكوين ونمو الثقوب السوداء وحلها في خطوة واحدة.

ما هو أكثر من ذلك ، يمكن لعدة أجهزة جديدة بما في ذلك تلسكوب جيمس ويب الفضائي الذي تم إطلاقه مؤخرا توليد البيانات اللازمة لتقييم أفكار هوكينج الشهيرة في النهاية.

كان هناك ثقب أسود منذ البداية.

يوم الثلاثاء ، المادة المظلمة تشكل أكثر من 80 في المئة من جميع المواد في الكون ، ولكن لا تتفاعل مباشرة مع الضوء بأي شكل من الأشكال. انها تطفو فقط في كبيرة، مما يؤثر على الجاذبية داخل المجرة.

من المحتمل أن الثقوب السوداء هي المسؤولة عن كل ما يحدث في الكون. لسوء الحظ، في الكون الحديث، تتشكل الثقوب السوداء فقط بعد أن تموت النجوم الضخمة، ثم تنهار تحت وطأة جاذبيتها الخاصة. لذا فإن إنشاء ثقب أسود يجب أن يتطلب الكثير من النجوم، لجعل المادة طبيعية.

يعرف العلماء كم من المادة طبيعية في الكون من حسابات الكون المبكر، حيث تشكل الهيدروجين والهيليوم لأول مرة. لا توجد مادة طبيعية كافية لتعويض كل المادة المظلمة التي يلاحظها علماء الفلك.

هذا هو المكان الذي يأتي فيه هوكينج. في عام 1971، كشف أن هذا الثقب الأسود البدائي أو البدائي تشكل بعد الانفجار الكبير. هناك، يمكن أن تصل جيوب المادة تلقائيا إلى الكثافة اللازمة لصنع ثقوب سوداء، مما يغمر الكون بها قبل وقت طويل من وميض النجوم الأولى. (هوكينج) اقترح أن هذا الثقب الأسود البدائي قد يكون مسؤولا عن كل المادة المظلمة

نتائج البحوث على أساس نظرية هوكينج

في أحدث الأبحاث، بحث الفلكيان ناتاراجان ونيكو كابيلوتي في جامعة ميامي و غونتر هاسنجر في وكالة الفضاء الأوروبية (الإيسا) في نظرية الثقب الأسود القديمة، واستكشفتا كيف تفسران المادة المظلمة وربما تحلان تحديات كونية أخرى.

لاجتياز الاختبار، يجب أن يكون الثقب الأسود البدائي ضمن نطاق كتلة معين. في العمل الجديد، يفترض علماء الفلك أن الثقوب السوداء القديمة كان لها كتلة حوالي 1.4 مرة من كتلة الشمس.

لقد بنوا نموذجا للكون استبدل كل المادة المظلمة بهذا الثقب الأسود الساطع إلى حد ما، ثم بحثوا عن أدلة رصدية يمكن أن تثبت صحة النموذج.

وجد علماء الفلك أن الثقوب السوداء القديمة يمكن أن تلعب دورا رئيسيا في الكون من خلال بذر النجوم الأولى والمجرات الأولى والثقوب السوداء الضخمة الأولى (SMBH).

تشير الملاحظات إلى أن النجوم والمجرات وSMBH ظهرت بسرعة كبيرة في التاريخ الكوني ، وربما بسرعة كبيرة بحيث لا يمكن تفسيرها بعمليات التكوين والنمو التي نلاحظها في الكون اليوم.

وقال ناتاراجان " ان الثقوب السوداء البدائية ، اذا كانت موجودة بالفعل ، يمكن ان تكون البذور التى تشكلت منها جميع الثقوب السوداء الضخمة ، بما فيها تلك الموجودة فى وسط درب التبانة " .

النظرية بسيطة ولا تتطلب مجموعة جديدة من الجسيمات لشرح المادة المظلمة.

وقال كابيلوتى " ان دراستنا تظهر انه بدون ادخال جزيئات جديدة او فيزياء جديدة ، يمكننا حل اسرار علم الكونيات الحديث من طبيعة المادة المظلمة نفسها الى اصل الثقوب السوداء الضخمة " .

حتى الآن الفكرة ليست سوى نموذج، ولكن يمكن اختبارها بالفعل. وسوف يجيب تلسكوب جيمس ويب الفضائى الذى اطلق يوم عيد الميلاد بعد سنوات من التأخير على اسئلة حول اصول النجوم والمجرات .

يستعد الجيل القادم من أجهزة الكشف عن موجات الجاذبية، ولا سيما هوائي الفضاء بمقياس التداخل بالليزر (LISA)، للكشف عن المزيد عن الثقوب السوداء، بما في ذلك الثقوب السوداء القديمة إذا كانت موجودة.