ويقول مدير معهد النظرية والحساب في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية، البروفيسور آفي ليب، في مقابلة مع موقع العلوم إن تحديد موقع هذه الثقوب السوداء عمليا سيجعل من الممكن اختبار نظرية أينشتاين للجاذبية في الفضاء. بالقرب من مجالات الجاذبية القوية * يأتي البروفيسور ليب كل عام ليكون بمثابة محاضر ضيف في معهد وايزمان
يبدو الأمر وكأنه مشهد من فيلم خيال علمي: ثقوب سوداء مارقة تتحرك عبر مجرتنا وتهدد بإتلاف أي شيء يقترب منها. في الواقع، وفقًا للحسابات الجديدة التي أجراها آبي ليب وريان أوليري من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية، فإن مئات من الثقوب السوداء الضخمة، وهي بقايا الأيام الأولى للكون، ربما تتجول في درب التبانة.
والخبر السار هو أن الأرض في مكان آمن. يمكن العثور على أقرب ثقب أسود متجول على بعد مئات السنين الضوئية. يتوق علماء الفلك إلى تحديد موقعهم بحثًا عن الأدلة التي سيقدمونها حول تكوين مجرة درب التبانة.
وقال ليب، خريج الجامعة العبرية في القدس وأستاذ زائر في معهد وايزمان ومدير معهد النظرية والحساب في مركز هارفارد سميثسونيان: "هذه الثقوب السوداء هي بقايا من ماضي درب التبانة". للفيزياء الفلكية بجامعة هارفارد، والتي تضم خمسين باحثًا: "يمكنك القول إننا علماء آثار ندرس هذه البقايا لدراسة تاريخ المجرة والثقوب السوداء في الكون المبكر.
ووفقا لهذه النظرية، تشكلت الثقوب السوداء "المارقة" في الأصل في مراكز مجرات صغيرة منخفضة الكتلة. وعلى مدى مليارات السنين، اصطدمت هذه المجرات الصغيرة لتشكل مجرات واسعة النطاق مثل مجرة درب التبانة.
كلما اصطدمت مجرتان أوليتان بهما ثقوب سوداء في مركزهما، اندمجت ثقوبهما السوداء لتشكل ثقبًا أسود واحدًا أكبر. خلال عملية الاندماج، من الممكن أن تكون الانبعاثات الاتجاهية لإشعاع الجاذبية قد تسببت في ارتداد الثقب الأسود. قد تؤدي المشكلة النموذجية إلى تسارع الثقب الأسود إلى الخارج بسرعة كافية للهروب من مجرته القزمة المضيفة، إلى مجرة ليست كبيرة بما يكفي لمغادرة محيط المجرة بالكامل. ونتيجة لذلك، فإن مثل هذه الثقوب السوداء ستظل موجودة اليوم في الأطراف الخارجية لهالة درب التبانة.
وقد تتجول مئات الثقوب السوداء "المارقة" في حواف مجرة درب التبانة، وتتراوح كتلة كل منها من ألف إلى مائة ألف شمس. سيكون من الصعب اكتشافها بنفسها لأن الثقب الأسود لا يمكن ملاحظته إلا عندما يبتلع المادة أو يسرعها. قد تشير إحدى العلامات الواضحة إلى وجود ثقب أسود مارق: مجموعة من النجوم تدور حول مجرات قزمة أثناء هروب الثقب الأسود. ولن تنجذب إليه سوى النجوم الأقرب إلى الثقب الأسود، وبالتالي سيكون العنقود مضغوطًا للغاية.
ونظرًا لصغر حجم العنقود في السماء، فإنه سيبدو كنجم واحد، وسيكون علماء الفلك في حاجة ماسة إلى أدلة أفضل حول وجوده وأصله. على سبيل المثال، سيظهر طيفه وجود عدة نجوم وستشكل معًا خطوطًا طيفية واسعة النطاق. ستتحرك النجوم الموجودة في العنقود بسرعة، وسيتأثر مدارها بجاذبية الثقب الأسود.
يوضح أوليري: "ستعمل التجمعات النجمية القريبة من الثقب الأسود كمنارة تحذر من وجود شعاب مرجانية خطيرة". "بدون النجوم التي تسطع وترشدنا إلى الطريق، سيكون من الصعب تحديد موقع الثقب الأسود."
يعتمد عدد الثقوب السوداء المارقة في مجرتنا على عدد كتل البناء المجرية الأولية التي تحتوي على ثقوب سوداء في مركزها وكيفية تصادمها لتشكل درب التبانة. سيوفر اكتشافهم وتحقيقاتهم أدلة جديدة لتاريخ درب التبانة. إن تحديد موقع المجموعات المستخدمة كعلامات سيقدم لنا تقدمًا كبيرًا.
وفي حديث مع موقع العلوم، يوضح ليب أن هذا بالفعل عمل نظري "لكننا نقوم حاليا بفحص البيانات من نتائج المراقبة التي ستعطي مؤشرا على وجود مثل هؤلاء السود".
وقال ليب: "حتى الآن، لم يبحث علماء الفلك عن تجمعات النجوم المضغوطة للغاية في هالة درب التبانة". "الآن بعد أن عرفنا ما يمكن توقعه، يمكننا فحص مسوحات السماء الحالية لهذا النوع من الأجسام."
"لسنوات عديدة، عرف الناس أنه إذا اندمج ثقبان أسودان، فإنهما يخلقان ثقبًا أسود جديدًا. وبحسب النظرية، إذا لم يكن للثقبين الأسودين نفس الكتلة، وبالتالي يقع الثقب الأسود الأصغر في الثقب الأسود الأكبر، فسيتم إنشاء انبعاث إشعاع الجاذبية. يكتسب الثقب الأسود السرعة في الاتجاه المعاكس بحيث يبقى الزخم الإجمالي.
"ومع ذلك، حتى السنوات القليلة الماضية، لم يعرفوا كيفية حساب ذلك بدقة. وفي العامين الماضيين نجحوا احسب هذه العملية جيدا. والحساب معقد لأنه يتطلب محاكاة حاسوبية تحل معادلات النسبية العامة لأينشتاين. هذه معادلات معقدة بشكل خاص عندما يتعلق الأمر بثقبين أسودين. واليوم أصبحنا قادرين على حساب مدى قوة الركلة، وما هي السرعة التي سيحصل عليها الثقب الأسود الناتج."
"على الفور عندما رأيت النتائج فكرت في العواقب التي قد تكون. نحن نعلم أنه في مركز كل مجرة في بيئتنا، بما في ذلك مجرة درب التبانة، يوجد ثقب أسود (في حالة درب التبانة، فهو ثقب أسود تبلغ كتلته 4 ملايين كتلة شمسية). نحن نعلم أيضًا أن المجرات تندمج وأن مجرة درب التبانة تتكون من كتل بناء كانت في السابق عبارة عن مجرات أصغر اندمجت في مجرة واحدة. إذا كانت كل مجرة تحتوي على ثقب أسود، فعندما تندمج مجرتان، يندمج ثقباهما الأسودان أيضًا، ويتم دفع الثقب الأسود الناتج في الاتجاه المفضل. إذا كان الدفع قويًا بدرجة كافية، فإن الثقب الأسود يهرب من بقايا المجرة الصغيرة التي تشكل فيها، لكنه يظل داخل المجرة الكبيرة التي اندمج فيها. إذا تلقى الثقب الأسود دفعة، فسوف ينزاح بالنسبة إلى المجرة التي يقع فيها، مما يعني أنه لن يكون في مركزه ولكنه سوف يحوم عند حافته"، يوضح ليب.
"قبل عام ونصف كتبت مقالاً ذكرت فيه أنه من الممكن تحديد مواقع هذه الثقوب السوداء لأنها ستأخذ شكل النجوم الزائفة. في الواقع، الكوازار هو ثقب أسود يمتص الغاز وبالتالي يمكن رؤيته كمصدر للضوء. تم اكتشاف الكوازارات بالفعل في الستينيات، وكانت عملية تكوين الثقب الأسود مصحوبة بانبعاث الضوء. عندما يسقط الغاز في الثقب الأسود فإنه يشع. بعد ذلك، كان الناس يبحثون عن دليل على أن النجوم الزائفة تنحرف عن مراكز المجرات، مما دفعني أيضًا إلى التفكير في آثار أخرى. شريكي في المقال الحالي هو أحد طلابي. لقد توصلنا إلى فكرة أنه داخل مجرة درب التبانة نفسها قد يكون هناك ثقوب سوداء جاءت من اللبنات الأساسية التي بنيت المجرة. كانت كل وحدة من وحدات البناء تحتوي على ثقب أسود، وعندما تم ربطها طار الثقب الأسود بعيدًا. لقد غادر المجرات الصغيرة ولكنه لا يزال موجودًا في المنطقة التي تشكل مجرة درب التبانة. والنتيجة هي اختراع مئات الثقوب السوداء الحرة في هالة درب التبانة." ويؤكد البروفيسور ليب أن هالة درب التبانة المكونة من مادة مظلمة، أي مادة لا نعرف ما هي، أكبر بـ 20 مرة من حجم المنطقة المرصعة بالنجوم في درب التبانة. ولذلك فهذه منطقة ضخمة، وسيكون من الصعب تحديد مواقع مئات الثقوب السوداء فيها.
"ونقطة أخرى مهمة هي أنه عندما يطير الثقب الأسود بعيدًا عن مركز المجرة، فإنه لا يتركه عاريًا تمامًا، بل تغادر معه أيضًا النجوم التي كانت قريبة منه. الجاذبية التي تربطهم به قوية بما يكفي لأخذهم معه. وهذا يعني أن تلك الثقوب السوداء ذاتها التي من المفترض أن تكون في الهالة ستكون محاطة بالنجوم، ويجب أن تشاهد مئات العناقيد النجمية وهذه هي الطريقة لاكتشاف تلك الثقوب السوداء التي تم تفجيرها. ستختلف خصائص هذه العناقيد عن خصائص العناقيد الأخرى التي تكون بشكل عام أقل إحكاما. وستكون العناقيد المصاحبة للثقب الأسود صغيرة، وستتحرك النجوم فيها بسرعة بسبب كتلة الثقب الأسود الكبيرة التي تحيط بها".
ويأمل ليب أن يكون من الممكن الآن تحديد موقع هذه الثقوب السوداء وفقًا للتنبؤ النظري الذي وضعه هو وشريكه سواء في عمليات الرصد الجديدة أو في بيانات مسح السماء كأجسام لم يتم ملاحظتها حتى الآن. "إن اكتشافهم سيعلمنا كيف تشكلت مجرة درب التبانة نتيجة اندماج المجرات الأصغر، وبالإضافة إلى ذلك، فإنه سيعطي تأكيدا على أن النجم الأسود الموحد سيتلقى دفعة في الاتجاه المفضل. وهذه ميزة تم حسابها في برامج الكمبيوتر وليس لها أي دليل رصدي حتى الآن. عندما يكون لدينا دليل، سيكون تأكيدًا لنظرية أينشتاين في الجاذبية. تم اختبار نظرية الجاذبية لأينشتاين في الغالب في المواقف التي لا يكون فيها المجال قويًا. في المقابل، بالقرب من الثقوب السوداء يكون مجال الجاذبية أقوى. وسيكون اختبارًا لهذه النظرية في مجالات أقوى مما تم اختبارها فيه من قبل.
خدم ليب (47 عاما) في الجيش الإسرائيلي في مشروع "تالبيوت"، وكان من بين الدفعة الثانية من هذا المشروع وأول من حصل على درجة الدكتوراه في موضوع أكاديمي - الفيزياء الفلكية. "في ذلك الوقت كنت أعمل في جيش الدفاع الإسرائيلي بشكل رئيسي في تطوير المجالات العملية"، يوضح. "ثم، في عمر 26 عامًا، وصلت إلى جامعة برينستون وكنت باحثًا في مرحلة ما بعد الدكتوراه لمدة خمس سنوات تقريبًا، ثم انتقلت إلى جامعة هارفارد، وحصلت على وظيفة وأنا مدير معهد النظريات والحوسبة، وهو المركز النظري في مجال الفيزياء الفلكية في جامعة هارفارد، والذي يضم 50 باحثًا."
إذا لم يحصل على المنصب، فسيكون أمام البروفيسور ليب خيار آخر - العودة إلى مقر بيت حانان حيث ولد ومواصلة مزرعة والده.
المزيد عن هذا الموضوع على موقع العلوم
تعليقات 37
تومر:
أتمنى أن تفهم أنني كنت أمزح.
في صلب الموضوع - إذا كنت تريد أن تكون دقيقًا، فإن التكرار ليس ضروريًا، وإذا لم تكن بحاجة إلى الدقة، فإن إضافتك أيضًا غير ضرورية.
وعبارة "ما عدا هذا التفصيل" هي - من الناحية المنطقية - تعبير إشكالي لأنه شامل التدريس الذاتي
מיכאל
هناك شيء ما فيه، لكن هذا التكرار غير ضروري (على الرغم من أنني أفهم سبب وضعه هناك).
إذا كنت تريد تجنب الوقوع في المشاكل، يمكنك أن تقول: الشيء الوحيد الذي أعرفه هو أنني لا أعرف شيئًا سوى هذه التفاصيل.
في الحقيقة ليس "إلى النهاية" بل "إلى اللانهاية"
تومر:
إذا كان الأمر كذلك، حتى النهاية 🙂
وينبغي أن يضاف: "وفضلاً عن ذلك فإنني لا أعرف شيئاً إلا أنني لا أعرف شيئاً إلا أنني لا أعرف شيئاً إلا أنني لا أعرف شيئاً إلا أنني لا أعرف شيئاً...." مرات لا حصر لها.
أ. بن نار
هل تقصد قول سقراط: "الشيء الوحيد الذي أعرفه هو أنني لا أعرف شيئًا"؟
وأود أن أضيف إلى هذه الجملة: إلا أنني لا أعرف شيئا.
بالمناسبة، سُمع أيضًا ادعاء أنه في مكان ما خلال حركة دائرية دورية تتضمن الخروج من مستوى مجرتنا، يمر نظامنا الشمسي عبر سحابة من شظايا الصخور، وربما يفسر هذا قصف النيازك على فترات منتظمة إلى حد ما. تمامًا كما تمر الأرض عبر ليونيد في شهر أغسطس من كل عام.
لا أتذكر الفترات الزمنية ولكن حوالي بضع مئات الآلاف من السنين.
مقالة رائعة!
السلام على يهوذا
ربما تعلم أنه لا يمكن رؤية الثقب الأسود نفسه، ولكن يمكن الاستدلال عليه بشكل غير مباشر فقط.
وأفسر عدم الحسم في كلام المحاضر بأنه تحذير ضروري للأمر الموجود في البحث والذي تكون الأدلة عليه غير مباشرة.
وبنفس الطريقة يمكن أن نتساءل هل العلم "متأكد" من وجود الإلكترون؟... وبشكل عام ما هو "المؤكد"؟
في رأيي "آمن" هو مفهوم يتعلق أكثر بعالم الدين والتجارة والكذب والغش وليس بعالم العلم.
بالتأكيد أنت تعرف ما هو الشيء الآمن الوحيد في العالم؟
رقم بن نير
وكانت المحاضرة مثيرة للاهتمام. لقد فوجئت بأنه لم يتم اكتشاف الثقوب المتوسطة الحجم التي تبلغ كتلتها عدة آلاف أو عشرات الآلاف من الكتل الشمسية.
لكن قبل كل شيء لاحظت أن المحاضر كان حريصا على قول الأشياء بثقة تامة وعندما سألته إذا كان متأكدا من وجود الثقوب التي استنتج وجودها من الأشعة الخارجة من منطقتها ( ولكن ليس منهم فقط)، فأجاب بشيء من قبيل: "ما يغرد مثل الطير، ويشبه الطير، فلا بد أن يكون طيرًا".
وفي رأيي المتواضع أن ثقتنا في الأمر المطروح منا فصاعدا، والغموض كبير.
يوم جيد
سابدارمش يهودا
لقد كنت حاضرًا (واستمعت) الليلة الماضية، إلى محاضرة الدكتور شاي كاسبي، كجزء من النادي الفلكي في UNTA، حول موضوع "الثقوب السوداء". وتم تقديم فكرة وجود ثقوب سوداء "متوسطة" كتلتها مئات وآلاف من كتلة الشمس، كفكرة نظرية قديمة إلى حد ما، على الرغم من عدم العثور على دليل حتى الآن على وجود مثل هذه الثقوب السوداء. وهذا على النقيض من الثقوب السوداء الضخمة والفائقة الكتلة، الموجودة في مراكز المجرات، والتي تتراوح كتلتها بين ملايين إلى مليارات كتلة الشمس، وعلى النقيض من الثقوب السوداء "الصغيرة" التي تبلغ كتلتها 1.4 عشرات من كتلة الشمس، والتي يتم إنشاؤها في انفجارات السوبرنوفا.
الابتكار هنا إذن هو في فكرة طريقة اكتشاف الثقوب السوداء "المتوسطة" وليس في وجودها الفعلي
النظرية
قرأنا منذ حوالي شهر، في مقالة ياعيل بيتار، أن نظامنا الشمسي يتحرك في حركة دورية، "فوق" و"أسفل" مستوى المجرة.
هل من الممكن أن شمسنا (وربما النجوم الأخرى)،
تتحرك حول ثقب أسود شاذ، بنصف قطر كبير بما يكفي لعدم امتصاصه فيه، وبالتالي يمكن تفسير المسار الدائري للشمس. كما ورد في نفس المقال أن نظامنا الشمسي يتحرك إلى داخل المجرة وإلى خارج المجرة بطريقة دورية. ومن الممكن أيضًا تفسير هذه الحركة من خلال الاعتماد على حركة ثقبنا الأسود الخاطئ في مساحات المجرة، في مدار إهليلجي.
صنوبر:
الاغراء أم لا - هذه حقيقة.
وبالمناسبة، هذا أفضل إنجاز حققه فريق إسرائيلي في هذه المسابقة على الإطلاق.
تجدر الإشارة إلى أن هذه مسابقة لطلاب المدارس الثانوية.
استراليا*
إنه بيان سخيف، خاصة إذا كنت لا تمانع في إدراج Esotralia في القائمة...
اليابان ليست آسيا بالضبط، بل هي جزيرة مجاورة لآسيا
وفي رأيك، هل من الرائع أننا تجاوزنا تلك الدول الـ 17 المحددة؟
لست متأكدا...ولماذا اليابان ليست في القائمة؟
22 دولة:
أرسلت الفرق التالية تأكيدات بمشاركتها في APhO X:
أستراليا
بروناي
كمبوديا
الصين
香港
الهند
أندونيسيا
إسرائيل
لاوس
كازاخستان
قرغيزستان
ماكاو
ماليزيا
منغوليا
الفلبين
سنغافورة
سيريلانكا
تايوان (تايبيه الصينية)
طاجيكستان
تايلاند
تركمانستان
فيتنام
مايكل،
من كم عدد المشاركين؟
وحصل الوفد الإسرائيلي في أولمبياد الفيزياء الآسيوي على المركز الخامس – بعد الصين وإندونيسيا وتايلاند (المضيفة) وتايوان.
قصة جميلة تحولت درب التبانة إلى جبن سويسري
نقطة،
لقد نسيت أيضًا أن تقول - شيئًا مميتًا ولكنه نبوي! 🙂 وبطريقة أو بأخرى تتعلق بالشاكرات لدينا، أنا متأكد من ذلك... أو على الأقل هذه هي الطريقة التي يحاول بها عدد قليل من الأشخاص على الموقع إقناعي.
مايكل،
نعم - هذا ما قصدته. وكانت هذه إحدى الترجمات التي اقترحتها. ربما عسر القراءة المؤقت جعلني أكتب كلمة "خطأ" بدلاً من "ضال".
آفي وأورين:
في رأيي، الترجمة العبرية الصحيحة هي "ضالة" (مثل الكرة الشاردة).
أكوا أعتقد أنك على حق
أورين: لا أعرف ما الذي سيقتلنا، لكن لا بد أنه شيء مميت.
هذه الظاهرة الطبيعية استهلكت اسما أنسب من اسم "الثقب الأسود" أقترح الاسم
"نجوم المكنسة" لأن هذا هو الوصف المناسب لعملهم
بالطبع إنه ليس "نجمًا أسود" بل "ثقبًا أسود".
مقالة رائعة.
بالمناسبة: يجدر الانتباه إلى المراجعة تحت عنوان "الحد الأعلى لكتلة النجم الأسود"، والمرجع إليها مرفق بإعلان الباحثين ليب وأوليري. أتمنى لك قراءة ممتعة.
نقطة،
ما الذي تعتقد أنه سيقتلنا أولاً؟ إشعاع غاما الصادر عن نجم متفجر أو ثقب أسود/فيل ضخم يدخل نظامنا الشمسي؟ 🙂 ربما سيكون مجرد نجم "مارق" (=متجول حسب ترجمتي)
ابي،
المستخدم المجهول مع "النصيحة" اللغوية يأتي مني.
وفي الرابط الذي قدمته جلبوا عدة ترجمات محتملة. كنت أقصد بعض الأشياء المحددة:
- متسول متجول؛ متشرد
- كبيرة ومدمرة وشاذة أو لا يمكن التنبؤ بها: موجة مارقة؛ إعصار مارق.
- العمل خارج الضوابط العادية أو المرغوبة
ما العمل. لا توجد كلمة معادلة حقًا في العبرية، ويجب ترجمة الكلمة حسب الموقف وليس حسب الترجمة المقبولة دائمًا (هكذا أعتقد). على أية حال، كان المقال مثيرًا للاهتمام بغض النظر عن كيفية ترجمة الكلمة 🙂
لدي شعور بأن مثل هذا الثقب الأسود سوف يدخل نظامنا الشمسي في غضون 3 سنوات. سيكون مثيرا للاهتمام.
محتال:
2. فيل أو أي حيوان بري كبير آخر ذو ميول تدميرية يُطرد بعيدًا أو يعيش بعيدًا عن القطيع
وأيضا في الرابط الذي أرسلتني إليه.
مفهوم المحتالين جاء من بابل.
ابي،
يُقصد من استخدام كلمة مارق أحيانًا أن تعني "خطأ" (= ضائع)، أو "الانحراف عن القاعدة" وأيضًا "غير متوقع". في الواقع، أعتقد أن هذا هو المكان الذي تأتي منه العبارة الأكثر معاصرة "المحتالون" - لأنهم أخطأوا في المسار المعتاد وغير المتوقع...
أعتقد أنه يجب عليك تغيير الترجمة، لأنها غير مناسبة باللغة العبرية. ربما "يتجول" أو "لا يمكن التنبؤ به". أو أي شيء آخر، أنت الكاتب، وأنا متأكد من أنك ستجد كلمة أكثر ملاءمة.
(لقد بحثت في قاموس جوجل وقاموا بترجمتها إلى "مرح"، ولا يبدو الأمر جذابًا جدًا بالنسبة لي أيضًا...)
حتى أنني وجدت رابطًا مناسبًا:
http://www.thefreedictionary.com/rogue
انتقل إلى المقالة التي بدأت العملية التي جعلتني أتصل بـ Avi Live. إنها مرتبطة، وانظر ماذا أطلقوا عليها.
ليس من العدل أن نطلق على هؤلاء الثقوب السوداء المخضرمين اسم "المحتالين"، فهم في جنوب أفريقيا يفعلون ما يعرفون كيف يفعلونه.
اسبوع جيد
سابدارمش يهودا