العثور على 70% من الكون "المفقود" .. الثقوب السوداء "مصدر" الطاقة المظلمة التي تقود توسع الكون
رغم أنها تشكل معظم الكون، إلا أن العلماء لا يعرفون سوى القليل جدا عن ما يسمى بالطاقة المظلمة، ما يجعلها أحد الألغاز العظيمة في علم الكونيات.
وتعرف الطاقة المظلمة في علم الكون وفيزياء الجسيمات، بأنها أحد الأشكال الافتراضية للطاقة التي تملأ الفضاء. وهي قوة غير معروفة تدفع الأجسام بعيدا بعضها عن بعض بقوة أكبر من قوة الجاذبية وتتسبب في تسارع توسع الكون.
والآن، يعتقد علماء من إمبريال كوليدج لندن أنه قد يكون لديهم أخيرا تفسير لمصدر الطاقة غير المعروف، وهو الثقوب السوداء.
وقال الدكتور كريس بيرسون، المؤلف المشارك للدراسة: "إذا كانت النظرية صحيحة، فسيحدث هذا ثورة في علم الكونيات بأكمله. لقد حصلنا، أخيرا، على حل لأصل الطاقة المظلمة الذي كان محيرا علماء الكونيات والفيزيائيين النظريين لأكثر من 20 عاما".
لطالما اعتقد علماء الفلك أن الطاقة المظلمة يمكن أن تحدث ثورة في الفيزياء كما نعرفها، لأن اكتشافها قبل 20 عاما هدد بإفشال أبحاث ألبرت أينشتاين من الماء.
وهذا يعني أيضا أنه لا يجب إضافة أي شيء "جديد" أو غير مكتشف إلى صورتنا عن الكون لحساب نسبة 68% "المفقودة" التي تعادلها الطاقة المظلمة.
ووفقًا للعلماء، قد تكون الثقوب السوداء الموجودة في قلب العديد من المجرات هي الدافع وراء توسع الكون.
ويأتي هذا الادعاء المتطرف من فريق دولي قارن معدلات نمو الثقوب السوداء في مجرات مختلفة. وخلصوا إلى أن انتشار الكتل الملحوظ يمكن تفسيره من خلال الثقوب السوداء التي تحمل نوى "الطاقة المظلمة"، القوة الغامضة وراء التوسع المتسارع للكون.
وبدلا من انتشار الطاقة المظلمة عبر الزمكان، كما افترض العديد من الفيزيائيين، يقترح العلماء الآن أنها تتشكل وتبقى داخل الثقوب السوداء التي تنتج عن قوى سحق النجوم المنهارة.
وقال دنكان فارح، عالم الفلك بجامعة هاواي: "نقترح أن الثقوب السوداء هي مصدر الطاقة المظلمة. تنتج هذه الطاقة المظلمة عندما يتم ضغط المادة العادية أثناء موت وانهيار النجوم الكبيرة".
وقوبل هذا الادعاء باهتمام كبير من بعض الخبراء المستقلين، وأشار أحدهم إلى أنه على الرغم من أن الفكرة تستحق التدقيق، إلا أنه من السابق لأوانه ربط الثقوب السوداء بالطاقة المظلمة. وقال فيتور كاردوز، أستاذ الفيزياء في معهد نيلز بور في كوبنهاغن: "هناك عدد من الحجج المضادة والحقائق التي يجب فهمها".
واقترح العلماء لأول مرة الطاقة المظلمة في أواخر التسعينيات عندما كشفت قياسات النجوم البعيدة أن تمدد الكون يتسارع. وطرح هذا الاكتشاف مشكلة لعلماء الفلك: بالنظر إلى أن الجاذبية يجب أن تبطئ التوسع.
وتوصل العلماء إلى الطاقة المظلمة، وهي قوة غير معروفة تعمل ضد الجاذبية، في أبسط أشكالها، تتطابق مع "الثابت الكوني" الذي توصل إليه أينشتاين في عام 1917. وقدمها كإصلاح في نظرية النسبية العامة لمنع الكون من الانهيار، لكنه تخلص منها لاحقا، واصفا إياه بـ "الخطأ الفادح الأكبر".
وفي هذا العمل الأخير، قارن العلماء كتل الثقوب السوداء في المجرات الفتية، حيث ما تزال النجوم تتشكل، مع كتل الثقوب السوداء في المجرات العملاقة ولكنها خاملة، حيث لم يولد المزيد من النجوم.
وفي المجرات الأصغر، يمكن أن تنمو الثقوب السوداء عن طريق ابتلاع النجوم القريبة والمواد الأخرى، ولكن في المجرات القديمة، لم يتبق لها سوى القليل لامتصاصها.
ووجد الفريق أن الثقوب السوداء في المجرات الخاملة كانت أكبر بسبعة إلى عشرين مرة مما كان متوقعا، وهو اكتشاف يقولون إنه يشير إلى عملية أخرى تنمو بها الثقوب السوداء.
وتعد هذه الدراسة أول دليل رصدي على أن الثقوب السوداء تحتوي فعليا على طاقة الفراغ و"مقترنة" بتوسع الكون، وتزداد كتلتها مع توسع الكون، وهي ظاهرة تسمى "الاقتران الكوني".
وتتشكل الثقوب السوداء عندما تصل النجوم الضخمة إلى نهاية حياتها، وتُعرف بالنجوم فائقة الكتلة عندما يتم العثور عليها في مراكز المجرات التي تحتوي على ملايين إلى مليارات المرات من كتلة شمسنا بداخلها في مساحة صغيرة نسبيا، ما يخلق جاذبية قوية للغاية.
ويمكن أن يزداد حجم الثقوب السوداء عن طريق تراكم المادة، مثل ابتلاع النجوم التي تقترب أكثر من اللازم، أو عن طريق الاندماج مع الثقوب السوداء الأخرى.
ومع ذلك، وجد العلماء أن هذه الزيادة في الكتلة كانت "أكبر بكثير" مما يمكن تفسيره من خلال العمليات الفيزيائية الفلكية مثل الاندماج، ما أدى بهم إلى النظرية القائلة بأن الثقوب السوداء تحتوي على طاقة مظلمة وترتبط بتوسع الكون.
وأضاف علماء الفلك أنه إذا أكدت المزيد من الملاحظات ذلك، فإن الاقتران الكوني سيعيد تعريف فهمنا لماهية الثقب الأسود.
نُشر العمل في ورقتين بحثيتين في مجلتي The Astrophysical Journal وThe Astrophysical Journal Letters.
المصدر: ذي غارديان
