تربط نظرية جديدة بين الثقوب السوداء الهائلة والطاقة المظلمة

تشير نظرية جديدة مثيرة للجدل إلى أن الثقوب السوداء الهائلة التي تكمن في قلب معظم المجرات الكبيرة يمكن أن تكون مصدر الطاقة المظلمة ، القوة الغامضة التي تقود التوسع المتسارع للكون.

وُلد الرابط المقترح - المشار إليه باسم "اقتران كوني" - من ملاحظات الثقوب السوداء في قلب المجرات البعيدة التي يبدو أنها نمت بسرعة أكبر من مجرد زيادة الكتلة أو الاندماج مع الثقوب السوداء الأخرى.

مزيد من التحقيق في هذا ، الفريق ، بما في ذلك المؤلف الرئيسي دنكان فرح من جامعة هاواي في مانوا، اكتشف أن قوة الاقتران تعني أن نمو الثقوب السوداء يتناسب مع التوسع المتسارع للكون.

"لا يوجد اتفاق حول أي نموذج للطاقة المظلمة من المرجح أن يكون صحيحًا ، ولكن أبسط نموذج للطاقة المظلمة هو" الثابت الكوني ". في هذا النموذج ، يسود الكون كله كثافة طاقة منتظمة وثابتة عالم الفيزياء. "هذا لا يبدو غامضًا جدًا ، لكن كثافة الطاقة يجب أن تظل ثابتة حتى مع تمدد الكون. لا يوجد كائن معروف يتصرف بالطريقة المطلوبة. لهذا السبب ، يعتقد البعض أنها خاصية للفراغ نفسه ".

تشير معظم نماذج الثقوب السوداء إلى أن قلبها هو التفرد ، وهي النقطة التي يتم فيها ضغط الكتلة في نقطة صغيرة جدًا وبالتالي تصبح كثيفة بشكل لانهائي. يستبدل الاقتران الكوني الجديد هذا التفرد بطاقة الفراغ ، المقترحة كمصدر للطاقة المظلمة.

قام الباحثون بتفصيل النظرية في ورقتين نشرتا في مجلة الفيزياء الفلكية و رسائل مجلة الفيزياء الفلكية, مع وضع جوانب مختلفة من الارتباط الكوني وتقديم أول "تفسير فيزيائي فلكي للطاقة المظلمة".

دليل على نموذج الطاقة المظلمة الفيزيائية الفلكية

في الورقة الأولى ، نظر الفريق إلى الثقوب السوداء في مراكز المجرات الإهليلجية "الحمراء والميتة" غير النشطة حاليًا.

يوضح فرح: "نظرًا لأنه من غير المتوقع أن تفعل هذه المجرات الكثير ، فمن غير المتوقع أن تنمو ثقوبها السوداء المركزية كثيرًا بمرور الوقت". لقد وجدنا أنه بعد حساب جميع القنوات "الطبيعية" المحتملة لنمو الثقوب السوداء ، لا تزال هذه الثقوب السوداء تظهر زيادة كبيرة في الكتلة بين حوالي سبعة مليارات سنة مضت واليوم - ما يقرب من 10 في الكتلة. هذا أمر مثير للدهشة ، وليس من السهل شرحه ".

في ورقتهم الثانية ، حاول الفريق اكتشاف ما إذا كان هذا النمو غير المتوقع لكتلة الثقب الأسود ناتجًا عن تمدد الكون عبر الاقتران الكوني وحده.

يقول فرح: "تُظهر ورقتنا الثانية أن معدل الزيادة في الكتلة يتوافق مع زيادة كتلة الثقوب السوداء بالتزامن مع حجم الكون". "هذا يعني أنه إذا تضاعف حجم الكون ، فإن كتلة الثقوب السوداء تتضاعف أيضًا."

يشرح فرح أنه إذا كانت النتيجة صحيحة ، فعندئذٍ إذا تضاعف حجم الكون ، ستتضاعف كتلة ثقب أسود معين ، لكن عدد الثقوب السوداء لكل وحدة حجم سيظل ينخفض ​​إلى النصف نظرًا لحقيقة أن الثقوب السوداء هي كائنات محددة .

"إذا وضعنا هذين الأمرين معًا ، فستبقى كثافة كتلة الثقوب السوداء ثابتة مع توسع الكون. هذا هو بالضبط السلوك المتوقع من "الشيء" الذي يؤدي إلى التوسع المتسارع "، كما يقول فرح. "بما أنه لا يوجد جسم آخر يعرض هذا السلوك ، فإنه يجادل بأن الثقوب السوداء هي هذا" الشيء ". لذلك لا تحتاج الطاقة المظلمة إلى أن تكون خاصية للفراغ نفسه ، ولا تحتاج إلى أن تكون موحدة. يمكن أن يتواجد داخل الثقوب السوداء ، وينتج عندما تنهار النجوم الكبيرة في الموت ، وهو أمر تم التنبؤ به منذ منتصف الستينيات ".

تتمثل إحدى النداءات الرئيسية لنظرية الاقتران الكوني للفريق في أنه بينما تتطلب بعض نماذج الطاقة المظلمة إضافات لنماذجنا للكون ، فإن جميع العناصر اللازمة لهذا النموذج معروفة بالفعل.

إنه يوفر مصدرًا للطاقة المظلمة من شيء نعلم أنه موجود بالفعل ، وهو الثقوب السوداء. ليس هناك حاجة لأي نوع جديد من الأشياء أو الجسيمات الجديدة ، "يقول فرح.

اقتران مثير للجدل

لم تمر النظرية الجديدة دون جدل في دوائر الفيزياء ، مع عدم استعداد العديد من الباحثين لقبول هذا الاقتران الكوني حتى الآن.

يقول لوز أنجيلا غارسيا ، عالم الكونيات بجامعة ECCI ، "يمكنني اكتشاف الأشياء المقلقة" عالم الفيزياء. "إن القول بأن ملاحظتهم تقدم دليلًا على أن الثقوب السوداء مصنوعة من الطاقة المظلمة تبدو وكأنها لقطة طويلة ، على وجه الخصوص ، لأننا لا نستطيع إجراء قياسات" داخل "الثقب الأسود".

غارسيا منزعج أيضًا من حقيقة أنه من خلال ربط الطاقة المظلمة بالثقوب السوداء ، تربط نظرية الفريق هذه القوة بدورة حياة النجوم ، واصفة إياها بأنها "شديدة الخطورة". هذا لأنه عندما ينظر العلماء إلى محتوى الكون من الطاقة والمادة ، فإن الثقوب السوداء وبالتالي الطاقة المظلمة في هذا النموذج قد تم حسابها بالفعل في نسبة 5٪ من "المادة العادية" من محتوى الطاقة والمادة في الكون.

أخيرًا ، يلاحظ غارسيا أن الجدول الزمني للكون يترك فجوة تبلغ ملياري سنة تكافح نظرية الفريق لملءها.

تشرح قائلة: "إن ذروة عدد الثقوب السوداء والكوازارات تتزامن مع ذروة تاريخ تشكل النجوم منذ ما يقرب من 10 مليارات سنة ، وبعد ذلك هناك انخفاض سريع في عدد هذه الأجسام الضخمة". "من ناحية أخرى ، فإن انطلاق هيمنة الطاقة المظلمة يحدث منذ أكثر أو أقل من ثمانية مليارات سنة."

جيل جديد يأخذ الثابت الكوني

لذا إذا كانت الثقوب السوداء هي مصدر الطاقة المظلمة ، يتساءل غارسيا ، فلماذا تستغرق الطاقة المظلمة ملياري سنة للسيطرة على أشكال أخرى من المادة والطاقة؟

وتخلص إلى أنه "على الرغم من أننا لا نستطيع استبعاد الفكرة تمامًا ، إلا أنه يبدو لي أنه من غير المرجح أن تكون الثقوب السوداء هي مصدر الطاقة المظلمة".

يوافق فرح نفسه على أن لغز الطاقة المظلمة ما زال بعيدًا عن الحل ، معترفًا بأنه بينما تقدم الورقتان دليلًا على مصدر فيزيائي فلكي للطاقة المظلمة ، فإن حجتهما تحتاج إلى مزيد من التدقيق.

ويخلص فرح إلى أن "الطاقة المظلمة تظل ظاهرة غامضة للغاية". "أود أن أقول إن أوراقنا تثير إمكانية وجود الثقوب السوداء كمصدر للطاقة المظلمة وتقدم" فرضية مثيرة للاهتمام "، ولكن في الوقت الحالي ، ليس أكثر من ذلك."

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/new-theory-links-supermassive-black-holes-and-dark-energy/