نجح العلماء في تطوير طريقة ثورية لتحليل إشارات الموجات الثقالية، مما يسمح بمحاذاة أكثر دقة بين الملاحظات والنماذج النظرية - ويقربنا من فهم خصائص الثقوب السوداء.
نجح العلماء في تطوير طريقة أكثر دقة لتحليل الموجات الثقالية، مما يسمح بنظرة أكثر وضوحا على أكثر الاصطدامات عنفاً وغموضاً في الكون.
قدم باحثون طريقة أكثر دقة لتفسير الموجات الثقالية، وهي تشوهات دقيقة في الزمكان تنشأ عندما تصطدم الأجسام الكونية الضخمة مثل الثقوب السوداء وتندمج في حدث عنيف.
مع أن البحث لم يكشف بعد عن أي جديد بشأن الثقوب السوداء، إلا أنه يُحسّن بشكل كبير طريقة مقارنة بيانات الموجات الثقالية بالنماذج النظرية. يُرسي هذا التطور أساسًا متينًا لاكتشافات مستقبلية.
منذ اكتشافها لأول مرة عام ٢٠١٥ (وهو إنجازٌ حاز على جائزة نوبل)، فتحت موجات الجاذبية آفاقًا جديدة في الفيزياء الفلكية. أتاحت هذه الإشارات، وخاصةً تلك الصادرة عن اندماج الثقوب السوداء، رؤىً جديدةً لأحداثٍ لا تستطيع التلسكوبات التقليدية التقاطها، إذ إنها عادةً ما تكون غير قادرة على رصد هذه الظواهر مباشرةً.
تحدي مقارنة النماذج
أوضح الدكتور تشارلي هوي، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية: "عندما تمر موجات الجاذبية عبر الأرض، نلتقط إشارة قصيرة. لفهم سببها، نقارن الملاحظة بملايين إشارات موجات الجاذبية النظرية المحتملة التي تولدت من نماذج مختلفة. تكمن المشكلة في أن جميع النماذج ليست متساوية الدقة.
يستخدم العلماء عادةً تقنية تُسمى الاستدلال البايزي لتحليل إشارات موجات الجاذبية. تُطبّق هذه التقنية غالبًا عدة مرات باستخدام نماذج مختلفة، وتُدمج النتائج بطرق مختلفة. تكمن مشكلة دمج النتائج مع الطرق الحالية في أن هذا الدمج قد يتجاهل مدى دقة كل نموذج لنظرية النسبية العامة لأينشتاين، مما يؤدي إلى استنتاجات مضللة.
وأضاف الدكتور هوي: "لقد كنت أفكر لسنوات عديدة في كيفية تعميم دقة النماذج في الاستدلال البايزي للموجات الثقالية، ومن المثير للغاية أن نرى طريقتنا تؤتي ثمارها".
إن حساب الموجات الثقالية مباشرةً بحل معادلات أينشتاين للمجال أمرٌ بالغ الصعوبة. طُوِّرت العديد من نماذج الموجات الثقالية على مر السنين، ولكن جميعها اتسمت بدرجةٍ من التقريب. ومن خلال نهجنا، يُمكننا تعميم هذا الغموض في أساليب تحليل بيانات الموجات الثقالية، وبالتالي الحصول على قيودٍ أكثر صرامةً على الخصائص الأساسية للثقوب السوداء.
يجري تطوير نماذج الموجات الثقالية باستمرار، ومن المرجح أن تتحسن دقتها في السنوات القادمة. صُممت طريقتنا بحيث يُمكن دمج هذه النماذج، عند توفرها، في خوارزميتنا. ومن ثم، يُمكن لجميع النماذج مجتمعةً أن تساعدنا في الحصول على قيود على كتلة ودوران الثقوب السوداء.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
