حل تم تطويره حديثًا للمعادلات الموجودة في قلب نظرية ألبرت أينشتاين الأكثر ثورية، النجوم الافتراضية التي تسمى “nestars” هي عبارة عن مجموعات مكدسة من الجاذبية، أو دمى الشاي الروسية مثل “cravastars”، المعروفة أيضًا باسم دمى ماتريوشكا.
واحدة من أكثر الأشياء إثارة للإعجاب حول النسبية العامة، نظرية الجاذبية التي وضعها أينشتاين عام 1915، هي عدد الأجسام الكونية غير القابلة للتصديق التي تتنبأ بها معادلاتها المركزية.
كما تنبأت بأن الجاذبية تنشأ من أجسام ضخمة تعمل على ثني نسيج الزمكان، طورت النسبية العامة نظريات حول الثقوب السوداء والتموجات التي تنشأ في هذا النسيج، والتي تسمى موجات الجاذبية. وكلا الأمرين أكد وجودهما بالملاحظة؛ المفاهيم الأخرى المستندة إلى النسبية العامة، والتي هي نظرية بحتة، هي الثقوب السوداء مقابل الثقوب السوداء التي تسمى الثقوب البيضاء و”الثقوب الدودية” التي يمكنها ربطها بالثقوب السوداء. الوقت وحده هو الذي سيحدد ما إذا كان من الممكن وضع علامة على أينشتاين مرة أخرى على هذه الجبهة.
ولتحقيق هذه الغاية، ظهرت فكرة نظرية أخرى من النسبية العامة في عام 2001 وهي مفهوم “النجوم الجرافاتية”، أو الأجسام الصغيرة ذات مراكز الطاقة المظلمة. الطاقة المظلمة هي القوة التي تسرع توسع الكون. في نجوم جرافاستار، يعتقد العلماء أن الطاقة المظلمة تمارس ضغطًا سلبيًا لحماية النجوم من قوى الجاذبية الداخلية.
متعلق ب: 10 اكتشافات تثبت أن أينشتاين كان على حق بشأن الكون – واكتشاف واحد يثبت خطأه
الآن، يقترح حل جديد للمبدأ العام للنسبية ميزة أخرى مثيرة للاهتمام لما يسمى بالنجوم الحفرية. يمكن تكديسها فوق بعضها البعض لإنشاء مجموعة من “الأعشاش”.
قال دانييل زامبولسكي، عالم الفيزياء النظرية بجامعة جوته، وأحد مطوري الحل: “إن نيستار يشبه دمية ماتريوشكا؛ إن حلنا لمعادلات المجال يسمح بسلسلة كاملة من نجوم الجرافاستار المتداخلة”. قال في بيان.
تعرف على Gravastars (مثل الثقوب السوداء، ولكنها مختلفة)
بعد مرور عام على نشر النسبية العامة للمجتمع العلمي الأوسع، وأثناء خدمته في الخطوط الأمامية للحرب العالمية الأولى، أنتج الفيزيائي الألماني كارل شوارزشيلد الحل الأول لمعادلات المجال، الأمر الذي فاجأ حتى أينشتاين، الذي كان يعتقد أنه سيتم التوصل إلى حل. سنوات للتطوير.
كانت هناك ميزتان ضمن حل شوارزشيلد أدت إلى ظهور مفهوم الثقب الأسود. توقع الفيزيائي الألماني أنه عند نصف قطر معين من جسم ذي كتلة، فإن السرعة المطلوبة لهروب هذا الجسم يجب أن تزيد بما يتجاوز سرعة الضوء.
بالنسبة لمعظم الأجسام، يقع ما يسمى بنصف قطر شفارتزشيلد عميقًا تحت سطحها؛ بالنسبة للشمس، على سبيل المثال، فهي تبعد حوالي 1.9 ميل (3 كيلومترات) عن قلب نجمنا، الذي يبلغ نصف قطره الإجمالي 434000 ميل (700000 كيلومتر). ولكن، إذا انهار النجم وانكمش نصف قطره إلى ما دون نصف قطر شفارتزشيلد، فإنه يشكل جسمًا. الخارج حدود حيث حتى الضوء لا يستطيع الإفلات منها. أدى هذا إلى مفهوم أفق الحدث للثقب الأسود.
والأمر الأكثر إثارة للفضول هو أن حل شوارزشيلد يشير إلى أنه قد تكون هناك نقطة شديدة الكثافة لدرجة أنه حتى معادلات النسبية العامة تنهار. يُعرف هذا بالتفرد المركزي للثقب الأسود، حيث لا معنى لجميع النظريات الفيزيائية المعروفة.
تم التحقق من هذه الأفكار في عام 1971 عندما اكتشفت البشرية أول ثقب أسود، وتلاه في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين اكتشاف مصدر راديوي قوي في مركز درب التبانة، وهو ثقب أسود هائل كتلته 4.5 مليون مرة كتلة الشمس. هذا الفراغ العملاق في مجرتنا يسمى القوس A* (Sgr A*).
تم تأكيد الشكل المرئي للثقوب السوداء الذي رسمته النسبية العامة بشكل لا يصدق في عام 2019 عندما كشف Event Horizon للجمهور عن صورة لمواد متوهجة تحيط بالثقب الأسود الهائل في مركز المجرة Messier 87. تعاون تلسكوبي.
تم وضع نظرية بديلة للثقوب السوداء في عام 2001 من قبل بافيل مازور وإميل موتولا على أنها نجوم جرافاستار، أو “نجوم تكثيف الجاذبية”.
من وجهة نظر علماء الفيزياء النظرية، تتمتع نجوم جرافاستار بالعديد من المزايا مقارنة بالثقوب السوداء. فهي مدمجة مثل الثقوب السوداء ولها تأثير جاذبية على سطحها يكون قويًا مثل الثقب الأسود وبالتالي يكون لها تقارب قوي. ولكن هناك اختلافات رئيسية. لسبب واحد، ليس لدى Gravastars حدود للحدث، وبالتالي لا تحجب الضوء، وبالتالي المعلومات، خلف “ستارة” ذات اتجاه واحد. ثانيًا، قلوب نجوم الجرافاستا ليس لها تفرد، وبدلاً من ذلك يُعتقد أنها تحتوي على قلوب طاقة مظلمة.
تتضمن هذه الوصفة الخاصة بـ Gravastars، التي أعدها مازور وموتولا، جلدًا رقيقًا لا نهاية له من المادة العادية التي يصعب على العلماء تفسيرها. يرفض نيستور هذا الأمر، مشيرًا إلى أن لقمة “التراص” تؤدي إلى مادة أكثر سمكًا قليلاً.
وقال زامبولسكي: “من الأسهل قليلاً أن نتخيل إمكانية وجود شيء كهذا”.
ومع ذلك، بالطبع، لمجرد أن معادلات المجال النسبية العامة تسمح بوجود بعض المادة في الكون لا يعني أن المادة يجب أن تكون موجودة.
وقال لوتشيانو ريسولا، المطور المشارك لنظرية نيستور وعالم الفيزياء النظرية في جامعة جوته، في البيان: “لسوء الحظ، ما زلنا لا نعرف كيفية إنشاء مثل هذا النجم”. “ولكن حتى بدون وجود أعشاش، فإن استكشاف الخصائص الرياضية لهذه الحلول سيساعدنا في النهاية على فهم الثقوب السوداء بشكل أفضل.”
حتى لو لم تظهر النظرية الأولية، فإن بحثًا كهذا يمكن أن يكون مفيدًا لأنه يكشف عن طرق مثيرة للولادة من نظرية تم تصورها لأول مرة منذ قرن من الزمان.
واختتم ريسولا حديثه قائلاً: “بعد مرور أكثر من 100 عام على اقتراح شوارزشيلد حله الأول لمعادلات أينشتاين للمجال من النسبية العامة، لا يزال من الممكن إيجاد حلول جديدة”. “إنه مثل العثور على عملة ذهبية على طريق اكتشفه الكثيرون من قبل.”
تم نشر الدراسة في 15 فبراير في المجلة الجاذبية الكلاسيكية والكمية.
نشرت أصلا موقع Space.com.
“متعصب التلفزيون. مدمن الويب. مبشر السفر. رجل أعمال متمني. مستكشف هواة. كاتب.”