تشير نظرية الفيزياء الجديدة إلى أن الثقوب السوداء مهمة لدورات تمدد وتقلص الكون

الكون يتوسع. لا يقبل أي شخص متخصص في علم الفلك أو الفيزياء هذه الحقيقة.

وبالمثل ، في مليارات السنين القادمة ، لم يقبل أحد حقًا أن الكون سوف يتمدد. بعيد جدا– طاقة عادم لمزيد من التوسع. في هذه المرحلة ، يجب تغيير شيء ما. من هنا يبدأ الخلاف.

هناك ملخص جديد في تلك الحجة الكونية ، وهو ملف. وفق دراسة جديدة من علماء الفلك دانييلا بيريز وجوستافو روميرو من المعهد الأرجنتيني لعلم الفلك الراديوي ، يتوسع الكون ويتقلص مرارًا وتكرارًا ، والثقوب السوداء الكبيرة فقط هي بعض الأشياء التي نجت من هذه الدورات اللامتناهية من الدمار والتجديد. هذه الدورات هي جزء مما يسميه علماء الكونيات “القفز الكوني”.

النموذج الرياضي للثقب الأسود النظري هو محور دراسة قام بها بيرس وروميرو ونشرت في مجلة Science الشهر الماضي. مراجعة البدنية د.

وكتبوا “استنتاجنا الرئيسي هو أن هذا الحل يمثل ثقبًا أسود ديناميكيًا موجودًا في جميع عصور النموذج الكوني البارز”.

بعبارة أخرى ، نجا الثقب الأسود لبيرس وروميرو ، وعلى الرغم من تدمير كل شيء حوله ، فقد انهار الكون في النهاية في طريقه إلى الولادة من جديد.

هذا اكتشاف مقنع. قال Leandros Perivolaropolos ، الفيزيائي في جامعة Ionina في اليونان ، والذي لم يشارك في الدراسة ، إن السؤال عن دور الثقب الأسود في الكون المرتد “مثير للاهتمام بشكل واضح” ، كما ترون في هذه المقالة.

لكن احذر: هناك الكثير من الافتراضات في حجة بيرس وروميرو. مع توسع الكون من الانكماش ، من المرجح أن تخرج جميع القوانين التي توجه فهمنا للفيزياء من النافذة. يمكننا محاولة معرفة ما لا يمكننا فهمه.

قال بيريفولاروبولوس Perivolaropoulos: “إن النسبية العامة تحطم كلاً من سلامة الثقب الأسود وسلامة الارتداد الكوني”. لذلك لا يمكن اتخاذ أي قرار على محمل الجد على هذا الأساس “.

بعبارة أخرى ، في اللحظة التي ينهار فيها الكون إلى أدنى حد له قبل أن يقفز للوراء ، ستتوقف الجاذبية عن العمل بشكل طبيعي. هذا ما نسميه التفرد: استثناء لقوانين الفيزياء. نحن لا نعرف كيف يعمل الثقب الأسود عندما لا تنطبق القواعد.

وأضاف بيريفولاروبولوس أن أساليب بيرس وروميرو “تنطوي على إمكانات كبيرة للتحسين ، بعبارة ملطفة”.

من الواضح أن الفكرة الأساسية القائلة بأن الكون يتوسع ويتقلص مرارًا وتكرارًا ليست جديدة. يعد التنقل الكوني إحدى النظريات العديدة الرائدة بين علماء الكونيات الذين يدرسون أصل الكون ومصيره.

في الواقع ، تعتقد مجموعة واحدة على الأقل من العلماء أن كوننا البالغ من العمر 13.7 مليار سنة هو في نهاية مرحلة حديثة جدًا من التوسع. لنبدأ في الانكماش مرة أخرى في غضون مائة مليون سنة أو بضعة مليارات من السنين أو عشرات الآلاف من السنين على طريق قفزة جديدة.

تشمل النظريات البديلة للطرق التي سينتهي بها الكون تباطؤ الكون وتجمده ، أو الانهيار من تلقاء نفسه أو الدوران في أكوان جيب مجزأة لا حصر لها. من بين جميع الخيارات ، من الواضح لماذا يجذب التنقل الكوني أكبر قدر من الاهتمام. هذه طريقة أنيقة لشرح بعض الأشياء الغريبة التي نراها حولنا في الفضاء.

لسبب واحد ، قد يساعد في تفسير سبب وجود هذه الأجسام الغريبة والمبعثرة في كون غالبًا ما يكون فارغًا بشكل موحد. الأبراج. النجوم. الكواكب. الناس. المخالفات في الفضاء هي نتيجة ثانوية للتوسع والانكماش اللانهائي.

يمكن أن يشعر التنقل بأكبر الثقوب السوداء. على وجه الخصوص ، النوع “الهائل” ، الذي هو أكبر بمليارات المرات من شمسنا ، يبذل قوة جاذبية شديدة بحيث لا يستطيع حتى الضوء الهروب.

لقد حددنا حتى الآن هذين الثقبين الأسودين الكبيرين باستخدام الخط العالمي الجديد للتلسكوبات الراديوية. تلسكوب أفق الحدث. شيء واحد لوحظ في وسط مجرتنا درب التبانة. كان هناك آخر تم العثور على ميسييه في قلب 87مجرة تبعد 54 مليون سنة ضوئية.

للثقب الأسود جسم قريب جدًا من كونه فريدًا – استثناء لقوانين الفيزياء المقبولة – يمكننا مراقبته مباشرة باستخدام تلسكوبنا. في قلب الثقب الأسود المظلم الكثيف بشكل مستحيل ، ينهار فهمنا للكون. كما قال Perivolaropoulos.

هناك شيء مميز حول الشيء الكبير والكثيف. في كل مرة ينفجر فيها الكون ، يمكن مساعدة الثقوب السوداء الضخمة بشيء خاص للبقاء على قيد الحياة ، في حين يتم تقليل كل شيء آخر إلى نوع من عجينة ناعمة من المادة والطاقة.

قد يكون بقاءهم مهمًا. ربما ليس من قبيل المصادفة أن الثقوب السوداء تحمل اختلافها المميز عندما ينكمش كل شيء حولها بشكل موحد. قد تكون الثقوب السوداء أحد أسباب قدرة الكون على الاختراق ثانية بعد انقباض واحد أو أكثر كل 30 مليار سنة.

وفقًا لبيريز وروميرو ، هناك أسباب للاعتقاد بأن الثقوب السوداء الكبيرة تظل كما هي بعد الارتداد الكوني ، مما يساعد على إعادة تكوين الكون عن طريق إعادة تغذية المادة في الفضاء وخلط المادة المتوسعة حديثًا مع طاقتها.

وكتبوا: “إذا مرت الثقوب السوداء عبر ارتداد ، فإنها يمكن أن تخلق عقبات يمكن أن تؤدي إلى تكوين هيكلي مبكر للمجرة خلال مرحلة التوسع”. يمكن للثقوب السوداء ، إذا شئت ، أن تعمل كآلات متجددة أو متجددة – تساعد على تكوين المجرات والنجوم والكواكب في مجرة ​​عائدة للظهور.

هذه فكرة جذابة. خاصة في ضوء نظرية أخرى (موازية لفكرة القفز الكوني) التي تكتسب مصداقية أن هناك ثقوبًا سوداء هائلة في مركز كل مجرة. لم نعثر على كل منهم بعد.

بالمعنى الدقيق للكلمة ، لم يكن بيريز وروميرو أول علماء الفلك لدراسة العلاقة بين الكون المرتد والثقوب السوداء الكبيرة. برنارد كار وتيموثي كليفتون من جامعة كوين ماري بلندن ، إلى جانب آلان كولي من جامعة دالهوزي في كندا ؛ تم الكتابة عنه ظلت الثقوب السوداء على قيد الحياة من المطبات الكونية لسنوات حتى الآن. قال كولي لصحيفة ديلي بيست: “هذه هي الرياضيات التي اقترحنا أنها ممكنة”.

الفرق هو أن الثقوب السوداء ، مثل جالوت وزملائه ، مغروسة في البنية المحيطة للكون المتقلص ، ولكن ليس بداخله. هذا من شأنه أن يسهل على الثقوب السوداء الصمود أمام هجوم الأجسام داخل بنية الكون.

هناك ثقوب سوداء في تفكير بيريز وروميرو داخل بنية. قال كول: “يبدون مختلفين قليلاً”. في مفهوم الكون المرتد ، تكون الثقوب السوداء أصعب بكثير مما كان يتخيله أي شخص سابقًا وهي أكثر أهمية للتوسع الجديد للكون.

إذا كان هناك خطر من مشاركة بيريز وروميرو مع كولي وزملائه المحررين في زاوية علم الكونيات ، فسيكون أن البيانات الصعبة حول قفز الأكوان وتحمل أكبر الثقوب السوداء ستكون ضعيفة للغاية. استكشافنا للفضاء محدود. يمكننا أن نرى فقط من خلال التلسكوبات القديمة.

للحصول على أفضل معالجة للارتداد الكوني المحتمل بمساعدة الثقب الأسود ، نحتاج إلى إيجاد المزيد من الثقوب السوداء. كبيرة بشكل خاص في مراكز المجرات. نحتاج أيضًا إلى قياسات أفضل لإشعاع الخلفية للكون. قد تشير الدراسة الجيدة للإشعاع إلى دورات التمدد والانكماش.

النبأ السار هو أن هذه الملاحظات ستكون ممكنة قريبًا. جديد تسلسل BICEP، مجموعة من أربعة تلسكوبات راديوية يتم بناؤها في القطب الجنوبي ، ستمنحنا قياسات إشعاع جيدة خلال السنوات القليلة القادمة. توقع صورًا إضافية (وحتى بعض الأفلام) للثقوب السوداء الكبيرة من تلسكوب هورايزون.

إذا بدأ علماء الكونيات مثل بيريز وروميرو وكولي في اكتشاف الثقوب السوداء في كل مكان وتسجيل أنماط إشعاع دلتا لكون قافز ، يجب أن نبدأ في الاقتناع بأن كل ما يمكننا رؤيته وتخيله أقل بكثير. فريد مما كنا نعتقد سابقا.

في الواقع ، نحن نعيش في الإصدار الثالث أو المائة أو الألف من الكون بعد الارتداد المتكرر ، كل منها دائمًا تغذيها الثقوب السوداء الكبيرة.