ما تعلمه العلماء من أكبر تصادم من الثقوب السوداء على الإطلاق

اكتشف العلماء في الولايات المتحدة أكبر عملية اندماج معروفة لثغرتين سوداء باستخدام أجهزة الكشف عن موجات الجاذبية.

تم تقديم النتائج العلمية من التصادم ، الذي تم تسجيله في نوفمبر 2023 ، في المؤتمر الدولي لهذا العام حول النسبية والجاذبية العامة في غلاسكو ، المملكة المتحدة.

ما هو الثقب الأسود؟

الثقوب السوداء هي كائنات كونية ، أو مناطق من المساحة ، والتي تشتمل على تركيز كبير من المادة المعبأة في مساحة صغيرة نسبيا.

إن الكمية الهائلة من الكتلة المعبأة في مساحة صغيرة تخلق جاذبية قوية لدرجة أن لا شيء ، ولا حتى الضوء ، يمكنه الهروب منه.

نظرًا لعدم انبعاث أي ضوء من الثقوب السوداء ، مما يجعلها غير مرئية ، فإننا لا نعرف ما هو بالضبط داخلها.

يُعتقد أن الثقوب السوداء تتشكل عندما تنهار النجوم العملاقة في نهاية حياتهم. تنهار النجوم العملاقة عندما تنفد من الطاقة لمواصلة تفاعلات الانصهار ، والتي تبقيها مشرقة وساخنة.

متى وكيف لوحظ هذا التصادم الثقب الأسود؟

وقد لوحظ الاصطدام ، الذي تسبب في موجة الجاذبية ، أو تموج مفاجئة في زمان الزمان ، في 23 نوفمبر 2023 ، قبل الساعة 13:00 بتوقيت جرينتش بواسطة كاشفين في وقت واحد.

يتم تشغيل هذه الكاشفات ، في الولايات المتحدة في ولاية واشنطن ولويزيانا ، بواسطة مرصد الموجة التداخل بالليزر (LIGO) وهي جزء من شبكة Ligo-Virgo-Kagra (LVK).

يشتمل LIGO على مقاييس تداخل بالليزر على نطاق واسع ، والتي تعمل كهوائيات للكشف عن موجات الجاذبية.

تم تسمية موجة الجاذبية ، التي تم اكتشافها لمدة 0.1 ثانية نتيجة للتصادم ، GW231123.

LIGO ، التي تمولها مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية ، هي مرصد فيزياء واسع النطاق يكتشف موجات الجاذبية باستخدام مقاييس التداخل بالليزر حساسة للغاية. تم تصميمه وصممه من قبل العلماء والمهندسين في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT).

نظرًا لأن الثقوب السوداء مظلمة تمامًا – تمتص كل شيء ، بما في ذلك الضوء من حولهم – تصادماتها غير مرئية. هذا هو السبب في اكتشاف عمليات الدمج الخاصة بهم عن طريق قياس موجات الجاذبية التي تسببها. تم اكتشاف حوالي 300 ثقوب سوداء من خلال موجات الجاذبية.

تعد العذراء ، التي يديرها مرصد الجاذبية الأوروبية ، و Kagra ، التي تديرها وزارة التعليم والثقافة والرياضة والعلوم والتكنولوجيا-يابان (MEXT) ، مقاييس تداخل مماثلة.

ماذا يحدث عندما تصطدم الثقوب السوداء؟

عندما تصطدم الثقوب السوداء ، فإنها تندمج لتشكيل ثقب أسود أكبر ، وهو ما حدث في هذه الحالة.

كانت الثقوب السوداء اللذان تصطدمان حوالي 100 و 140 مرة من كتلة الشمس بشكل فردي. أنتج التصادم ثقبًا أسود أكثر من 265 مرة من كتلة الشمس.

كان هذا أكبر بكثير من آخر تصادم ثقب أسود أكبر ، GW190521 ، الذي كان حوالي 140 ضعف كتلة الشمس. وقد لوحظ هذا الاصطدام في 21 مايو 2019 وتم اكتشافه على بعد 17 مليار سنة ضوئية من الأرض.

ماذا تعلم العلماء من هذا؟

أدى الاكتشاف إلى بعض الكشف عن عمليات الدمج الأسود.

وقال مارك هانام ، أستاذ بجامعة كارديف وعضو في تعاون LIGO العلمي ، لـ AL Jazerera: “إنها تزيد من ثقتنا في أن الثقوب السوداء يمكن أن تمر بسلسلة من عمليات الدمج المتتالية ، لإنتاج ثقوب سوداء ضخمة أكثر بكثير”.

وقال هانام: “نعتقد أنه من غير المرجح أن تتشكل الثقوب السوداء التي تتشكل الضخم من النجوم التي تموت ، وبالتالي فإن التفسير الأدمغ السابق يعتبر حاليًا هو التفسير الأكثر ترجيحًا”.

هل سيكون لهذا أي تأثير على الأرض؟

لا ، لن يؤثر تصادم الثقب الأسود على الأرض أو مجرة ​​درب التبانة.

قال هانام إن اندماج الثقب الأسود الذي تم اكتشافه هو من حدث حدث بين بضعة ملايين سنة ضوئية و 10 مليارات سنة ضوئية.

هذا يعني أن الاندماج قد حدث قبل ملايين السنين ، حيث أن سنة ضوئية هي مدى سفر الضوء في عام واحد ، وتسافر موجات الجاذبية بسرعة الضوء.

أوضح هانام أنه يمكن أيضًا كتابة مسافة الاندماج بحوالي 3 gigaparsecs.

“يبلغ طول البارسك حوالي 31 تريليون كيلومتر ، لذا فإن تحويل المسافة إلى كيلومترات ينتج أرقامًا لا تحتوي على أسماء يومية حقًا!”