بعد خمسين عامًا من طرح ستيفن هوكينج نظرية حول الثقوب السوداء ، تم إثبات قانونه النظري ، حيث قال إن حدود حدوثها – وهي الحدود التي لا يمكن أن يهرب منها شيء – لا ينبغي أبدًا تضييقها.

أكد فريق من العلماء بقيادة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) النظرية الجزئية للفيزيائي الكامن باستخدام مراقبة موجات الجاذبية بدقة تزيد عن 95 بالمائة.

حقق الفريق هذا الاختراق باستخدام بيانات من GW150914 ، والتي اكتشفت لأول مرة موجات الجاذبية ، التي أنشأها ثقبان أسودان مثيران ، وخلقت واحدة جديدة – حدث أطلق كميات كبيرة من الطاقة المتموجة عبر الزمكان.

قاموا بتحليل الإشارة من موجات الجاذبية قبل وبعد الاصطدام الكوني وقرروا أن منطقة أفق الحدث لم تقل بعد الاندماج.

انتقل لأسفل إلى الفيديو

طور الفريق هذا الاختراق باستخدام بيانات من GW150914 ، والتي اكتشفت لأول مرة موجات الجاذبية ، التي أنشأها ثقبان أسودان مثيران (نية الفنان) ، وخلق ثقبًا جديدًا – أطلق كميات كبيرة من طاقة التموج عبر الزمكان.

ماكسيميليانو آي سي ، زميل ناسا أينشتاين لما بعد الدكتوراه في معهد كاولي للفيزياء الفلكية وأبحاث الفضاء بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. تقرير: قد تكون هناك حديقة حيوانات لأجسام صغيرة مختلفة ، بعضها عبارة عن ثقوب سوداء تتبع قوانين آينشتاين وهوكينج ، في حين أن البعض الآخر قد يكون حيوانات مختلفة قليلاً.

“لذا ، ليس الأمر كما لو أجريت هذه التجربة مرة واحدة ، لقد انتهى الأمر. بمجرد القيام بذلك ، فهذه هي البداية. “

في عام 2019 ، طور آي سي وزملاؤه تقنية لاستخراج الصدى فورًا بعد ذروة GW150914 – لحظة اصطدام ثقبين أسودين أصليين لتكوين ثقب أسود جديد.

استخدم الفريق تقنية لاختيار ترددات محددة أو تأثيرات دقيقة يمكن استخدامها لحساب كتلة الثقب الأسود ودورانه.

اقترح الفيزيائي الراحل ستيفن هوكينغ نظرية حول الثقوب السوداء في عام 1971 مفادها أن حدود حدوثها – وهي الحدود التي لا يهرب منها شيء – لا ينبغي أبدًا تقليصها ، بعد 50 عامًا من إثبات قانونه النظري

تساءل الباحثون عما إذا كانت الكتلة والدوامة مرتبطة بمنطقة أفق الثقب الأسود ، والتي يمكن مقارنتها بالإشارة قبل وبعد الاتصال لتأكيد نظرية هوكينج.

للإجابة على السؤال ، قام الفريق بتقسيم إشارة GW150914 عند ذروتها أو تقاطعها ثم طور نموذجًا لتحليل الإشارة قبل تحديد كتلة ودوران الثقوب السوداء المعنية.

راجعوا الإشارة من موجات الجاذبية قبل وبعد الاصطدام الكوني وقرروا أن مساحة أفق الحدث لم تتناقص بعد الاندماج (نية الفنان)

قام الباحثون بحساب إجمالي مساحة الأرض تبلغ مساحة الثقبين الأسودين حوالي 90734 ميلًا مربعًا ، أي تسعة أضعاف مساحة ماساتشوستس.

استخدموا التقنية السابقة لاستخراج “نغمة الرنين” أو أصداء الثقب الأسود المتكون حديثًا.

سمح هذا للفريق بحساب كتلة ودوران الثقب الأسود المتشكل حديثًا مع أفقه. ووجدوا أن هذا يعادل 14169 ميلاً مربعاً – 13 مرة مساحة ولاية باي ، والتي تشمل كونيتيكت ورود آيلاند وفيرمونت.

وقالت اللجنة الدولية: “تظهر البيانات بثقة كبيرة أن منطقة الأفق قد زادت بعد الاندماج وأن قانون المنطقة راضٍ عن أعلى الاحتمالات”.

“إنه لأمر مريح أن قرارنا يتفق مع السابقة التي نتوقعها ، ويؤكد فهمنا لهذه الروابط المعقدة للثقب الأسود.”

يخطط الفريق لإجراء مزيد من الاختبارات لنظرية هوكينغ الجزئية والنظريات طويلة المدى لميكانيكا الثقب الأسود ، باستخدام بيانات من منافسيه LIGO و Virgo في إيطاليا.

قال آي سي: “إنه يشجعنا على التفكير في بيانات موجات الجاذبية بطرق بناءة جديدة وللتوصل إلى أسئلة اعتقدنا أنها لم تكن ممكنة من قبل”.

“يمكننا إثارة استفزاز المعلومات التي تتحدث مباشرة إلى ركائز ما نعتقد أننا نفهمه. في يوم من الأيام ، قد تكشف هذه البيانات عن شيء لم نتوقعه. “