دراسة تثبت نظرية تنبأ بها أينشتاين عن الثقوب السوداء

دبي، الإمارات العربية المتحدة (CNN) -- يبدو أن ألبرت أينشتاين كان على حق. هناك منطقة على حافة الثقوب السوداء حيث لا تعود المادة قادرة على البقاء في مدارها، عوض ذلك تسقط فيها، تمامًا كما تنبّأت النظرية العامة للنسبية الخاصة بأينشتاين.

وباستخدام التلسكوبات القادرة على اكتشاف الأشعة السينية، لاحظ فريق من علماء الفلك لأول مرة هذه المنطقة، التي تسمى "منطقة الإغراق"، في ثقب أسود على بعد حوالي 10 آلاف سنة ضوئية من الأرض.

من جانبه، أوضح عالم الأبحاث أندرو موميري، المؤلف الرئيسي للدراسة التي نشرت في مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية، الخميس: "لقد تجاهلنا هذه المنطقة، لأن لم يكن بحوزتنا بيانات. والآن بعدما حصلنا عليها، لا يمكننا تفسير ذلك بأي طريقة أخرى".

وهذه ليست المرة الأولى التي تساعد فيها الثقوب السوداء على تأكيد نظرية أينشتاين الكبرى، التي تُعرف أيضًا باسم النسبية العامة. 

وكانت الصورة الأولى للثقب الأسود، التي التقطت في عام 2019، قد عزّزت سابقًا الافتراض الأساسي لعالم الفيزياء الثوري بأنّ الجاذبية هي مجرد مادة تعمل على ثني نسيج ما يعرف بالزمكان.

وعلى مر السنين، تبين أن العديد من تنبؤات أينشتاين الأخرى كانت صحيحة من بينها الموجات الثقالية والحد الأقصى للسرعة العالمية. 

ويقع الثقب الأسود المرصود في نظام MAXI J1820 + 070، الذي يتكون من نجم أصغر من الشمس والثقب الأسود نفسه تقدر كتلته بـ7 إلى 8 كتلة شمسية. 

استخدم تلسكوب NuSTAR الفضائي التابع لناسا لأول مرة للكشف عن "منطقة الإغراق" حول الثقب الأسودCredit: NASA/JPL-Caltech

واستخدم علماء الفلك تلسكوبي NuSTAR وNICER الفضائيين التابعين لناسا لجمع البيانات وفهم كيفية امتصاص الغاز الساخن، المسمى البلازما، من النجم إلى الثقب الأسود.

وقال موميري: "حول هذه الثقوب السوداء توجد أقراص كبيرة من المواد التي تدور حول النجوم القريبة.معظمها مستقر، ما يعني أنها يمكن أن تتدفق بسهولة".

وبخلاف منطقة أفق الحدث الأقرب إلى مركز الثقب الأسود ولا تسمح لأي شيء بالهروب، ضمنًا الضوء والإشعاع، في "منطقة الإغراق"، لا يزال بإمكان الضوء الهروب، لكن المادة تفشل في الهروب بسبب قوة سحب الجاذبية.

ويمكن أن تساعد نتائج الدراسة علماء الفلك على فهم تكوين وتطور الثقوب السوداء بشكل أفضل. 

وأضاف موميري: "يمكننا أن نتعرّف عليها حقًا من خلال دراسة هذه المنطقة، لأنها تقع على الحافة مباشرة، لذا فهي توفر لنا أكبر قدر من المعلومات".

وبحسب ما ذكره كريستوفر رينولدز، أستاذ علم الفلك في جامعة ميريلاند، فإن العثور على دليل فعلي على "منطقة الإغراق" يعد خطوة مهمة ستسمح للعلماء بتحسين النماذج بشكل كبير حول كيفية تصرف المادة حول الثقب الأسود.

وقال رينولدز، غير المشارك في الدراسة: "على سبيل المثال، يمكن استخدامها لقياس معدل دوران الثقب الأسود".

ووصف دان ويلكنز، عالم أبحاث في جامعة ستانفورد بولاية كاليفورنيا، هذا البحث بالتطوّر المثير، وأشار إلى أنه في عام 2018، كان هناك انفجار ضوئي شديد السطوع من أحد الثقوب السوداء داخل مجرتنا، مقترنًا بفائض من الأشعة السينية عالية الطاقة.

قال ويلكنز، غير المشارك أيضًا في الدراسة الجديدة:"لقد افترضنا حينها أن هذا الفائض كان من المادة الساخنة في منطقة الإغراق، لكن لم يكن لدينا تنبؤ نظري كامل لما سيبدو عليه هذا الانبعاث".

وأضاف أن هذه الدراسة تقوم بالفعل بهذه الحسابات، باستخدام نظرية أينشتاين للجاذبية للتنبؤ بما ستبدو عليه الأشعة السينية المنبعثة من المواد الموجودة في "منطقة الإغراق" حول الثقب الأسود، ومقارنتها بالبيانات المستمدة من ذلك الانفجار الساطع في عام 2018.

قال ويلكنز: "سيكون ذلك بمثابة مجال اكتشاف رئيسي خلال العقد المقبل أو نحو ذلك، بينما نتطلع إلى الجيل التالي من تلسكوبات الأشعة السينية التي ستمنحنا قياسات أكثر تفصيلاً للمناطق الأعمق خارج أفق الحدث للثقوب السوداء".