بتوقيت بيروت - 6/4/2026 3:02:20 AM - GMT (+2 )
تشير دراسة جديدة إلى أن الثقوب السوداء التي ولدت خلال الانفجار الكبير يمكن أن تعيش لفترة أطول بكثير مما كان مقدرا سابقا. في الواقع، قد تعيش هذه الثقوب السوداء البدائية الصغيرة لفترة كافية لتصبح ثقوبًا بيضاء تنفث الطاقة بكتلة شعرة الحاجب البشري.
بدائي الثقوب السوداء يُقترح أنها تشكلت من خلال تقلبات في المادة الساخنة والكثيفة بشكل لا يصدق والتي ملأت الكون بعد لحظات الانفجار العظيم. وهذا على النقيض من الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية أو “الفيزيائية الفلكية” المألوفة لنا عند انهيار النجوم الضخمة مثل. لا تزال الثقوب السوداء البدائية غير مكتشفة، وبالتالي فهي افتراضية.
ويعتقد العديد من العلماء أن الفشل في اكتشاف الثقوب السوداء الفيزيائية الفلكية يرجع إلى أنها تبخرت وبالتالي لم تعد موجودة في الكون الذي يبلغ عمره 13.8 مليار سنة. وهذا ممكن لأنه من المفترض أن الثقوب السوداء “تسرب” نوعًا من الإشعاع الحراري يسمى “إشعاع هوكينج” الذي اقترحه ستيفن هوكينج في السبعينيات. كلما كانت كتلة الثقب الأسود أصغر، كلما زادت سخونته، وبالتالي كلما كان تسرب إشعاع هوكينج أسرع وتبخر بسرعة أكبر، وهي عملية من المتوقع أن تنتهي بنهاية متفجرة.
الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية، والتي تصل كتلتها إلى مئات المرات الشمس، ضخمة وباردة بدرجة كافية لتتسرب ببطء بما يكفي لتعيش أطول من الكون نفسه عدة مرات؛ من ناحية أخرى، فإن الثقوب السوداء البدائية ذات الكتل الأصغر من ذلك بكثير، ليست محظوظة جدًا – أو هكذا كنا نظن. يقترح دانييل باريزو، الباحث في كلية إيبرلي للعلوم، وزملاؤه أن هناك طريقة يمكن للثقوب السوداء البدائية ذات الكتلة المناسبة أن تنجو من هذه العملية لتخضع لتحول مذهل.
وقال بارايزو لموقع Space.com: “لقد وجدنا أن عمر الثقوب السوداء أطول بكثير مما كان يُعتقد سابقًا”. “إن الظواهر التي حددناها ذات صلة بالثقوب السوداء التي ربما تكونت في الكون المبكر. لم يتم ملاحظة هذه الأجسام بعد، لكن البحث عنها هو موضوع اهتمام شديد كمرشحين للمادة المظلمة. تبدأ الثقوب السوداء في الموت عن طريق انبعاث إشعاع هوكينج الحراري. اللغز هو ما يحدث بمجرد وصولها إلى كتلة بلانك، والتي تبلغ حوالي 20 ميكروجرام”.
ثقب أسود بحجم بيضة البرغوثكتلة بلانك التي تبلغ حوالي 0.000000022 كيلوجرام هي وحدة أساسية للكتلة في الفيزياء تعتبر رائعة لأنها النقطة التي يتم عندها تحديد القواعد التي تحكم الجسيمات دون الذرية و الكم الفيزياء وكذلك تلك التي تحكم الجاذبية و النسبية العامة ككل تصبح على نفس القدر من الأهمية. يعتبر الفيزيائيون هذا الحد الأعلى لكتلة أي جسيم أولي منفرد، حيث ينهار أي جسيم فوق هذا ليولد ثقبًا أسود مجهريًا.
بالمصطلحات اليومية، كتلة بلانك تعادل تقريبًا شعرة حواجب بشرية، أو بيضة برغوث، والتي يبلغ وزنها حوالي خمسين ألفًا من وزن حبة الهلام.
وأوضح بارايزو أنه بمجرد أن يتبخر الثقب الأسود البدائي إلى كتلة بلانك، ليصبح ما يسمى بثقب بلانك الأسود، هناك العديد من المصائر المقترحة التي يمكن أن يواجهها. يتضمن ذلك اختفاء الحد الخارجي الذي يحدد ماهية الثقب الأسود، وهي منطقة احتجاز الضوء أو الإشعاع الكهرومغناطيسي المعروفة باسم أفق الحدث. وقال بارايزو: “الآلية التي ندرسها لموت هذا الثقب الأسود بحجم بلانك هي الاختفاء التدريجي للأفق الذي يحبس الإشعاع”.
أجرى الفريق حسابات رياضية كشفت عن ثقب أسود بدائي يتكون من كتلة أولية متوسطة الحجم الكويكب، حوالي مليار طن، تضمحل في حوالي مليار سنة وينبعث منها إشعاع هوكينج الحراري حتى يصل إلى كتلة بلانك. ومع ذلك، فإن الثقب الأسود البدائي الذي يولد بكتلة تبلغ طنًا واحدًا فقط سوف ينفجر على الفور، ويصل على الفور إلى كتلة بلانك. إن ما يحدث بعد ذلك هو ما يميز نتائج الفريق عن الأبحاث السابقة. يشرح بارايزو: “عندها تتنبأ نتائجنا بشيء جديد: أشارت الحجج السابقة إلى أن الـ 20 ميكروجرامًا المتبقية يتم إشعاعها في ثانية واحدة على الأقل؛ ويظهر تقديرنا بدلاً من ذلك أن بقايا الـ 20 ميكروجرامًا مستقرة عمليًا”. “بمجرد أن يصل الثقب الأسود إلى عتبة 20 ميكروجرام، نجد أنه يبدأ في إصدار إشعاعات منقية (سميت لأنه يقال إنها “تنقي” الحالة الكمومية للكون) بسبب السلوك الذي يميز الثقب الأبيض.
“لذلك، على الرغم من أننا لا نعرف بعد الفيزياء القريبة من الثقب الأبيض، إلا أننا نحدد جسمًا له نفس الخصائص تمامًا من بعيد”.
الثقوب البيضاء هي كيان افتراضي آخر في الفيزياء، يُقترح أن تكون فعليًا “ثقبًا أسودًا معكوسًا بمرور الوقت”، بدلًا من حبس المادة والإشعاع بداخلها كما تفعل الثقوب السوداء، تدفع المادة والإشعاع بعيدًا إلى ما لا نهاية.
إن أي تنبؤات أخرى حول مصير هذه الثقوب السوداء البدائية التي تتخذ مظهر الثقب الأبيض تتطلب نظرية توحد النسبية العامة وميكانيكا الكم، والمعروفة باسم “الجاذبية الكمية”، والتي ظلت تتهرب من علماء الفيزياء منذ أوائل القرن العشرين.
وقال بارايزو: “إن الافتراضات الفيزيائية البسيطة حول الفيزياء البعيدة عن الثقب الأسود يمكن أن تخبرنا الكثير عن حياتهم وعن انتقالهم إلى مرحلة مستقرة تشبه ثقبًا أبيض يبلغ حجمه 20 ميكروجرامًا”. “إن حقيقة قدرتنا على استنتاج هذه الخصائص، باستخدام الحد الأدنى من المكونات من الجاذبية الكمومية، أمر رائع.”
تتوفر نسخة تمت مراجعتها مسبقًا من أبحاث الفريق على موقع مستودع الأبحاث arXiv.
إقرأ المزيد