العلوم

الثقوب السوداء قد تكون المصدر الأساسي للمادة المظلمة في الكون

4 كانون الثاني 2021 12:30

يدرس معهد كافلي للفيزياء والرياضيات في الكون الثقوب السوداء التي كان من الممكن أن تكون قد تشكلت في بدايات الكون، قبل ولادة النجوم والمجرات.

يمكن لمثل هذه الثقوب السوداء البدائية أن تفسر كل أو جزء من المادة المظلمة، وتكون مسؤولة عن بعض إشارات موجات الجاذبية المرصودة، كما يمكن أن تنتج ثقوباً سوداء فائقة الكتلة توجد في مركز مجرتنا ومجرات أخرى. 

يمكن للثقوب السوداء أيضاً أن تلعب دوراً في تشكيل العناصر الثقيلة عندما تصطدم بالنجوم النيوترونية وتدمرها مما يؤدي إلى إطلاق مادة غنية بالنيوترونات، وعلى وجه الخصوص، هناك احتمال مثير أن تكون المادة المظلمة الغامضة التي تمثل معظم المادة في الكون، مكونة من ثقوب سوداء بدائية. 

مُنحت جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2020 للعالم روجر بنروز واثنين من علماء الفلك، راينهارد جينزل وأندريا جيز، لاكتشافاتهم التي أكدت وجود الثقوب السوداء، ونظراً لوجود الثقوب السوداء في الطبيعة فإنها تقدم مصدراً جذاباً للغاية للمادة المظلمة.

تم إحراز التقدم الأخير في النظرية الأساسية والفيزياء الفلكية والملاحظات الفلكية في البحث عن الثقوب السطحية من قبل فريق دولي من علماء فيزياء الجسيمات وعلماء الكونيات وعلماء الفلك. 

ولمعرفة المزيد عن الثقوب السوداء البدائية، نظر فريق البحث في الكون المبكر بحثاً عن أدلة، كان الكون المبكر كثيفاً جداً لدرجة أن أي تذبذب موجب في الكثافة يزيد عن 50 في المائة من شأنه أن يخلق ثقباً أسود، ومع ذلك، من المعروف أن الاضطرابات الكونية التي تصيب المجرات المصنفة أصغر بكثير، وبغض النظر، كان من الممكن أن يكون عدد من العمليات في الكون المبكر قد خلق الظروف المناسبة لتكوين الثقوب السوداء.

أحد الاحتمالات المثيرة هو أن الثقوب السوداء البدائية يمكن أن تتشكل من "الأكوان الصغيرة" التي نشأت أثناء التضخم، وهي فترة من التوسع السريع يعتقد أنها مسؤولة عن زرع البنى وتشكيل الأجسام التي نلاحظها اليوم ، مثل المجرات وعناقيد المجرات، وأثناء التضخم، يمكن أن تتفرع أكوان صغيرة من كوننا، وفي النهاية، سينهار الكون الصغير ولكن الكمية الكبيرة من الطاقة المنبعثة من هذا الحجم الصغير قد تؤدي إلى تكوين ثقب أسود جديد.