يؤكد علماء الفلك نظرية أينشتاين: الثقب الأسود يشوه الزمكان

أول رصد مباشر لظاهرة "سحب الإطار المرجعي" يؤكد تنبؤًا عمره قرن من الزمان من النسبية العامة

قدّم الكون إنجازاً نادراً للعلماء الذين يسعون لفهم إحدى أكثر ظواهره غموضاً. فقد أعلن علماء الفلك عن أول رصد مباشر لانحناء متذبذب في نسيج الزمكان ناتج عن ثقب أسود دوّار.

أول عرض مباشر لعملية سحب الإطار

تُعرف هذه الظاهرة باسم "انتفاخ لانزا-ثورينجيان"، وتُعرف أيضاً باسم "سحب الإطار". وهي تصف كيف يُشوه ثقب أسود دوار نسيج الزمكان المحيط به، جاذباً المادة القريبة ومسبباً تذبذباً بطيئاً في مدارات النجوم والغاز.

ركز فريق البحث الصيني الويلزي على جسم يُعرف باسم AT2020afhd، وهو حدث تمزق مدّي (TDE) تم فيه تدمير نجم بعد اقترابه الشديد من ثقب أسود فائق الكتلة.

نجم ممزق يكشف عن قرص ونفاثات دوامية

عندما تمزق النجم، استقرت شظاياه في قرص يدور بسرعة حول الثقب الأسود. وفي الوقت نفسه، انطلقت نفاثات قوية من المادة بسرعات تقارب سرعة الضوء.

درس العلماء الأنماط المتكررة في إشارات الأشعة السينية والموجات الراديوية الناتجة عن هذا الحدث، ووجدوا أن القرص والنفث كانا يتذبذبان معًا. تكررت هذه الحركة المنسقة كل عشرين يومًا، وهي دليل واضح على انحناء الزمكان.

لقد تحققت نبوءة عمرها مئة عام.

تم اقتراح الفكرة الكامنة وراء هذه الظاهرة لأول مرة من قبل أينشتاين في عام 1913، ثم وصفها لانزا وتورينجيا رياضياً في عام 1918. وتؤكد هذه الملاحظات الجديدة تنبؤًا مهمًا للنسبية العامة، وتمنح الباحثين طريقة جديدة لدراسة دوران الثقوب السوداء، وكيفية سقوط المادة فيها، وكيفية انطلاق النفاثات.

قال الدكتور كوزيمو إنسيرا، أحد مؤلفي الورقة البحثية: "تقدم دراستنا أكثر الأدلة إقناعًا حتى الآن على وجود شذوذ لينز-ثيرينغ - وهو ثقب أسود يسحب الزمكان معه بنفس الطريقة التي يسحب بها دولاب دوار الماء حوله في دوامة."

"هذه هدية حقيقية لعلماء الفيزياء لأننا نؤكد صحة تنبؤات تعود لأكثر من قرن. إضافة إلى ذلك، نحصل أيضاً على مزيد من المعلومات من هذه الملاحظات حول طبيعة أحداث التمزق المدّي - عندما يتمزق نجم بفعل قوى الجاذبية الهائلة التي يمارسها ثقب أسود."

"على عكس الدراسات السابقة لظاهرة التمزق المدّي، التي تتميز بإشارات راديوية ثابتة، أظهرت إشارة AT2020afhd تغيرات قصيرة المدى لم نتمكن من ربطها بالطاقة المنبعثة من الثقب الأسود ومكوناته المحيطة. وهذا، في رأينا، تأكيد إضافي لظاهرة السحب، التي توفر للعلماء طريقة جديدة لدراسة الثقوب السوداء."

كما درسوا تركيب وسلوك المادة المحيطة باستخدام مطيافية الإلكترونات. وقد ساعدهم ذلك في تحديد تركيب وخصائص المادة الموجودة وتأكيد العملية الفيزيائية الأساسية.

"لقد أظهرنا أن الثقب الأسود يمكنه سحب الزمكان وخلق ظاهرة سحب الإطار، وهذا يسمح لنا أيضًا بالبدء في فهم آليات العملية"، يوضح الدكتور إنسيرا.

"بنفس الطريقة التي يُنشئ بها الجسم المشحون مجالًا مغناطيسيًا أثناء دورانه، نرى الآن جسمًا ضخمًا يدور - في هذه الحالة ثقب أسود - يُنشئ مجالًا مغناطيسيًا جاذبيًا يؤثر على حركة النجوم القريبة والأجرام الكونية."

للمادة العلمية

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• تاريخ موجز للثقوب السوداء
• وقد لوحظ إعصار ضخم في زحل
• وقف انتشار سرطان الثدي
• تم تأكيد تنبؤ آخر من النظرية النسبية - الأرض تسحب الفضاء من حولها