“Black Hole Pcorsels”: يمكن أن تكشف نظرية Stephen Hawking عن أشياء جديدة غريبة تتحدى الفيزياء
صغير الحجم ثقوب سوداء تم إنشاء دراسة نظرية جديدة في أعقاب التصادمات الكونية العنيفة يمكن أن توفر نظرة غير مسبوقة على التركيب الكمي للمكان والزمان ، وتقترح دراسة نظرية جديدة.
والأكثر من ذلك ، من المحتمل أن يتم اكتشاف إشارات من “مسار الثقب الأسود” من قبل الأدوات الحالية ، حسبما ذكر العلماء في الدراسة ، التي تم نشرها في المجلة الفيزياء النووية ب.
“يوضح عملنا أنه إذا تم تشكيل هذه الكائنات ، فقد يمكن اكتشاف إشعاعها بالفعل باستخدام مراوح أشعة جاما الحالية ،” فرانشيسكو سانينووقال فيزيائي نظري في جامعة جنوب الدنمارك والمؤلف المشارك للدراسة ، لعلم Live Science عبر البريد الإلكتروني.
الإشعاع الصقور وأصغر الثقوب السوداء
واحدة من أعمق الألغاز في الفيزياء الحديثة هي كيف تتصرف الجاذبية على المستوى الكمي. تقدم الدراسة الجديدة اقتراحًا جريئًا لاستكشاف هذا النظام من خلال البحث عن التوهج الذي تنتجه Tiny ثقوب سوداء تم إنشاؤها في أعقاب تصادمات الثقب الأسود العملاق.
فكرة أن الثقوب السوداء ليست سوداء تمامًا ، وبالتالي يمكن أن تنبعث من الإشعاع الخافت ، تم اقتراحه لأول مرة من قبل ستيفن هوكينج في السبعينيات. كشفت حساباته أن التأثيرات الكمومية بالقرب من ثقب أسود أفق الحدث من شأنه أن يتسبب في انبعاث الإشعاع ويفقد الكتلة – وهي عملية تُعرف الآن باسم إشعاع الصقور. من المتوقع أن تكون درجة حرارة الثقب الأسود متناسبة عكسيا مع كتلتها. لذلك بالنسبة للثقوب السوداء الفيزيائية الفلكية الضخمة ، يكون التأثير ضئيلًا ، مع درجات حرارة منخفضة لدرجة أن الإشعاع لا يمكن اكتشافه بشكل فعال. ولكن بالنسبة للثقوب السوداء الصغيرة جدًا ، فإن الوضع مختلف.
“فتحات الثقب الأسود هي فتحات افتراضية سوداء صغيرة يمكن تشكيلها خلال عملية الدمج العنيفة لثغرتين سوداء في الفيزياء الفلكية ،” Giacomo Cacciapagliaوقال باحث كبير في المركز الوطني الفرنسي للبحوث العلمية (CNRS) والمؤلف المشارك للدراسة ، في رسالة بالبريد الإلكتروني. “على عكس الثقب الأسود الأصل الأكبر ، فإن هذه المجلات أصغر بكثير – قابلة للمقارنة في الكتلة إلى الكويكبات – وبالتالي أكثر سخونة بسبب العلاقة العكسية بين كتلة الثقب الأسود ودرجة حرارة الصقور.”
متعلق ب: يكتشف العلماء أكثر اندماج ثقب أسود ضخم على الإطلاق – وولد وحشًا 225 مرة على نطاق واسع مثل الشمس
بسبب هذه درجة الحرارة المرتفعة ، تتبخر هذه المجلات بسرعة نسبية ، مما يطلق رشقات من جزيئات عالية الطاقة مثل أشعة جاما و النيوترونات. يشير تحليل الفريق إلى أن هذا الإشعاع يمكن أن يشكل إشارة مميزة قد تكون بالفعل في متناول الكاشفات الحالية.
مقبض جديد على الجاذبية الكمومية
في مثل هذه البيئات المتطرفة ، قد تقلب عدم الاستقرار على نطاق صغير ثقوبًا سوداء صغيرة أثناء عملية الاندماج. هذه الأشياء ، بدورها ، يمكن أن تتبخر من خلال الإشعاع الصقور عبر النطاقات الزمنية التي تتراوح من ميلي ثانية إلى سنوات ، اعتمادًا على كتلتها.
بشكل حاسم ، إذا تم اكتشاف هذا الإشعاع ، فقد يفتح نافذة في فيزياء جديدة. وقال سانينو: “يشفر إشعاع الصقور معلومات حول التركيب الكمي الأساسي للفضاء”. “يمكن أن تكشف خصائصها الطيفية عن انحرافات عن نموذج قياسي على مقياس الطاقة الشديد ، يحتمل أن يؤدي إلى اكتشافات جزيئات غير معروفة أو ظواهر مثل الأبعاد الإضافية التي تنبأت بها نظريات مختلفة. ”
تقع مقاييس الطاقة هذه بعيدًا عن متناول حتى أقوى أصحاب الجسيمات ، مثل مصادم هادرون الكبير في سيرن. إن احتمال أن يوفر بلاك الثقب “مسرع” طبيعي للبحث في هذه الفيزياء هو ما يجعلها مقنعة للغاية.
وفقًا للفريق ، فإن توقيع لقمة ثقب أسود سيكون بمثابة انفجار متأخر من أشعة الغاما عالية الطاقة التي تشع في جميع الاتجاهات-على عكس رشقات أشعة جاما النموذجية ، والتي عادة ما يتم إبهامها.
الآلات القادرة على اكتشاف هذه الإشارات عالية الطاقة تشمل تلسكوبات Cherenkov في الغلاف الجوي ، مثل الجهاز المجسم عالية الطاقة (HESS) ، في ناميبيا ؛ مرصد Cherenkov للمياه المرتفعة (HAWC) ، في المكسيك ؛ ومرصد دش الهواء المرتفع المرتفع (Lhaaso) في الصين، بالإضافة إلى أجهزة الكشف القائمة على الأقمار الصناعية ، مثل تلسكوب فيرمي جاما راي. “بعض هذه الأدوات لديها بالفعل الحساسية المطلوبة” ، أشار هوهنيجر.
لم يتوقف الباحثون في النظرية. استخدموا البيانات الموجودة من HESS و HAWC لوضع الحدود العليا على مقدار الكتلة التي يمكن أن تنبعث منها في شكل لقحات خلال عمليات دمج الثقب السوداء المعروفة. تمثل هذه الحدود قيود الرصد الأولى على هذه الظواهر.
وقال Cacciapaglia: “لقد أظهرنا أنه إذا شكلت قشور الثقب الأسود أثناء عمليات الدمج ، فإنها ستنتج مجموعة من أشعة غاما عالية الطاقة ، مع توقيت الانفجار المرتبط بجماهيرهم”. “يوضح تحليلنا أن توقيع Multimessenger الجديد يمكن أن يوفر الوصول التجريبي إلى ظواهر الجاذبية الكمومية.”
ما يأتي بعد ذلك
في حين توفر الدراسة حالة مقنعة للسباح ، إلا أن العديد من أوجه عدم اليقين. لا تزال الظروف الدقيقة لتشكيلها غير مفهومة بشكل جيد ، ولم يتم إجراء عمليات محاكاة كاملة على المقاييس اللازمة لتصميمها. لكن الباحثين متفائلون.
وقال سانينو: “سيتضمن العمل المستقبلي تحسين النماذج النظرية لتشكيل اللقاح وتوسيع التحليل ليشمل توزيعات أكثر واقعية للتشكيل والدوران”. ويأمل الفريق أيضًا في التعاون مع علماء الفلك المراقبة لإجراء عمليات تفتيش مخصصة في كل من مجموعات البيانات المؤرشفة والقادمة.
وقال هوهنيجر: “نأمل أن يفتح هذا الخط من البحث نافذة جديدة لفهم الطبيعة الكمومية للجاذبية وهيكل زمن الفضاء”.
إذا كان هناك فتات ثقب أسود ، فقد لا تضيء السماء فقط بالإشعاع الغريب ولكن يمكن أن يلقي الضوء أيضًا على بعض من أعمق الأسئلة التي لم يتم حلها في الفيزياء.
نشر لأول مرة على: www.livescience.com
تاريخ النشر: 2025-08-13 15:00:00
الكاتب: andrew.l.feldman@gmail.com (Andrey Feldman)
تم اقتباس هذا الخبر من المصدر التالي:
www.livescience.com
وقد نُشر الخبر لأول مرة بتاريخ: 2025-08-13 15:00:00
يود موقع “بتوقيت بيروت” التوضيح أن الآراء والمعلومات الواردة في هذا الخبر لا تعبّر بالضرورة عن موقف الموقع، وتبقى المسؤولية الكاملة على عاتق المصدر الأصلي.
ملاحظة: قد يتم أحيانًا اعتماد الترجمة التلقائية عبر خدمة Google لتوفير هذا المحتوى.
