احتمالات مخيفة.. ثقب أسود مهدد بالانفجار يثير قلق العلماء

الثقوب السوداء البدائية وانفجارها المتوقع خلال العقد المقبل يثير اهتمام العلماء بنسبة احتمال تصل إلى 90% لانفجار ثقب أسود واحد على الأقل بحلول عام 2035، حسب أحدث الدراسات التي أجريت في جامعة ماساتشوستس أمهرست؛ حيث يكشف هذا الاحتمال المخيف عن جوانب جديدة في طبيعة هذه الأجرام الفلكية النادرة.

الثقوب السوداء البدائية: خصائصها وأصلها في بدايات الكون

الثقوب السوداء البدائية تختلف عن الثقوب السوداء التقليدية التي تنشأ من انهيار النجوم، فهي نتيجة لظروف الكون البدائية بعد الانفجار العظيم بفترة قصيرة جدا؛ إذ قد تكون تشكلت خلال أقل من ثانية بعد الانفجار العظيم منذ حوالي 13.8 مليار سنة، وهي أصغر حجماً وأخف وزناً بكثير من الثقوب السوداء العملاقة التي تتوسط غالبية المجرات، بما في ذلك مجرتنا. وعلى الرغم من صغر حجمها، تتمتع هذه الثقوب بجاذبية قوية تمتص الغبار والغاز، بل وحتى النجوم والكواكب أو ثقوب سوداء أخرى، ولذلك تسمى أحياناً “الوحوش المدمرة” لقوتها الفائقة التي تحبس الضوء وتمزق كل ما يقترب منها للغاية.

احتمالات انفجار الثقوب السوداء البدائية وأهمية إشعاع هوكينج

رغم استقرار معظم الثقوب السوداء، إلا أن الفيزيائي العظيم ستيفن هوكينج اقترح في السبعينيات وجود إشعاع بطيء يُطلق عليه “إشعاع هوكينج”، يصدر من هذه الثقوب حين ترتفع حرارتها، وهذا الإشعاع يجعل الثقوب السوداء تفقد كتلتها تدريجياً إلى أن تصل إلى مرحلة الانفجار النهائي. تشير النظريات الحديثة إلى أن الثقوب السوداء البدائية الأخف وزناً تصدر إشعاعات متسارعة، تزداد حرارتها بينما تخسر وزنها، وهذا يؤدي إلى انفجارها. في الماضي كان يُعتقد أن هذه الانفجارات نادرة جداً وتحدث مرة واحدة كل 100,000 عام، لكن التقديرات المنقحة تبيّن أن احتمالية حدوثها أكبر، ربما كل عقد من الزمن أو أقل، مما يطرح فرص رصد هذه الظاهرة في المستقبل القريب.

دراسة جديدة تكشف عن احتمالات رصد انطلاق انفجار الثقوب السوداء البدائية

في ورقتهم البحثية المنشورة في مجلة Physical Review Letters، طرح فريق جامعة ماساتشوستس سيناريو مفاجئاً يمكن من خلاله استخدام التكنولوجيا الحالية لرصد انفجارات هذه الثقوب البدائية. استخدم العلماء في دراستهم نموذج “اللعبة الكهروضوئية الكمية المظلمة” الذي يتضمن فرضية وجود شحنة كهربائية مظلمة صغيرة تعرف باسم “الإلكترون المظلم”، وأعاد الباحثون التفكير في الشحنة الكهربائية للثقوب السوداء التي سبق واعتُقد أنها محايدة كهربائياً. ووفقاً لما ذكره مايكل بيكر، الأستاذ المساعد للفيزياء، فإن هذه الثقوب يمكن أن تستقر مؤقتاً قبل الانفجار النهائي. وقد أوضحت النتائج أنه يمكن رصد انفجار ثقب أسود بدائي في غضون السنوات القادمة، وربما مرة كل عشر سنوات.

وتؤكد الدراسة على ضرورة الاستعداد لمراقبة هذه الانفجارات، لأن الانفجار يصدر مجموعة متنوعة من الجسيمات الأساسية، بعضها لم يُثبت وجوده بعد، ما قد يفتح آفاقاً ثورية لفهم بنية الكون ومكونات المادة والطاقة. ويضيف إيغواز خوان، أحد مؤلفي الدراسة، أن “التشكيك في الافتراضات المقبولة وطرح أسئلة جديدة هو جوهر عمل الفيزيائيين في الوصول إلى فرضيات أدق”.

• الثقوب السوداء البدائية ليست نتاج انهيار نجمي
• تتراوح كتلتها بين أجزاء صغيرة جداً إلى أضعاف كتلة الشمس
• انفجارها قد يكون مرصودًا خلال عقد من الزمن أو أقل
• انبعاث إشعاع هوكينج يعد مؤشرًا أساسياً لهذه الانفجارات
• رصد الانفجارات يوفر فرصًا لفهم جسيمات جديدة في الطبيعة

عندما ينفجر ثقب أسود بدائي خلال العقد المقبل، لن يكون مرئياً للعين المجردة، لكنه سيترك بصمات يمكن التقاطها عبر التلسكوبات الأرضية والفضائية، وهو ما يؤكد أهمية تطوير برامج المراقبة المستمرة لهذه الظواهر. ولعل هذه الظاهرة، عند رصدها فعلياً، ستحدث تحولات في فهمنا للفيزياء الكونية، وتدفع إلى إعادة كتابة تاريخ الكون من جديد، مُثبِتة وجود الثقوب السوداء البدائية وإشعاع هوكينج، بالإضافة إلى توسيع معرفتنا بالعديد من الجسيمات الأساسية التي تتشكل منها المادة والطاقة في الطبيعة.