اكتشف مشروع LIGO حدثًا ثالثًا نشأت فيه موجات الجاذبية، وهي تموجات في المكان والزمان، مما يؤكد النافذة الجديدة التي فُتحت لعلماء الفلك. وكما في حالة الظهورين الأولين، نشأت موجات الجاذبية عندما اصطدم ثقبان أسودان لتكوين ثقب أسود أكبر.
رسم توضيحي يوضح الشكل الذي يبدو عليه ثقبان أسودان مندمجان مشابهان لتلك التي اكتشفها مرصد LIGO. تدور الثقوب السوداء بشكل غير صحيح مما يعني أن لها اتجاهات مختلفة بالنسبة للحركة العامة للمدار الثنائي. عثر مرصد LIGO على أدلة تشير إلى أن مدار ثقب أسود واحد على الأقل في نظام GW170104 لم يتم اكتشافه سابقًا من خلال حركته المدارية قبل اندماجه مع شريكه. الصورة: مرصد ليجو / معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا / معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا / ولاية سونوما (أورور سيمونيت)
اكتشف مرصد موجات الجاذبية بالليزر في منشأة LIGO حدثًا ثالثًا لموجات الجاذبية، وهي تموجات في المكان والزمان، وأثبت أن نافذة جديدة في علم الفلك قد فتحت بالفعل. وكما هو الحال في الاكتشافين الأولين، فقد نشأت موجات الجاذبية عندما اصطدم ثقبان أسودان ليشكلا ثقبًا أسود أكبر.
تبلغ كتلة الثقب الأسود الجديد، الناتج عن الاندماج، 49 مرة كتلة شمسنا. وهذا الرقم يسد الفجوة بين الحدثين السابقين - في الأول كانت 62 كتلة شمسية وفي الحالة الثانية 21.
"لدينا تأكيد آخر لوجود ثقوب سوداء ذات كتلة نجمية أكبر من 20 كتلة شمسية. يقول ديفيد شوميكر، عالم فلك من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمتحدث الرسمي باسم قسم التعاون العلمي في مرصد ليغو، وهي هيئة تضم أكثر من 1,000 عالم دولي يجرون أبحاثًا باستخدام مرصد ليغو بالتعاون مع مرصد ليغو: "هذه أجسام لم نكن نعلم بوجودها قبل أن يكتشفها مرصد ليغو". شراكة برج العذراء الأوروبية. "إنه لأمر مدهش لأن البشر يستطيعون وضع فرضيات واختبارها حول أحداث غريبة ومتطرفة حدثت منذ مليارات السنين وتبعد عنا مليارات السنين الضوئية. وهذا بفضل LIGO وVirgo”.
حدث الاكتشاف الجديد أثناء عملية الرصد الحالية التي يقوم بها مرصد LIGO، والتي بدأت في 30 نوفمبر 2016، وستستمر حتى فصل الصيف. مرصد LIGO عبارة عن شراكة دولية تقوم بالمراقبة بواسطة كاشفين مزدوجين - أحدهما في هانفورد، واشنطن، والآخر في ليفينغستون، لويزيانا - يديرهما معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بتمويل من المؤسسة الوطنية للعلوم (NSF).
كان مرصد LIGO أول أداة تقوم برصد مباشر لموجات الجاذبية في سبتمبر 2015 خلال أول عملية مراقبة لهذه المنشأة. منذ ذلك الحين خضعت المنشأة للترقيات. تم الاكتشاف الثاني في ديسمبر 2015. أما الاكتشاف الثالث، المسمى GW170104، والذي تم اكتشافه في 4 يناير 2017، فقد تم وصفه في ورقة بحثية جديدة تم قبولها للنشر في مجلة Physical Review Letters.
في جميع الحالات الثلاث، اكتشف كل من كاشفي مرصد ليجو المزدوج موجات الجاذبية الناتجة عن الاندماج النشط الهائل لأزواج الثقوب السوداء. هذه الاصطدامات تنتج طاقة أكبر من كل النجوم والمجرات الموجودة في الكون في أي وقت. ويبدو أن الاكتشاف الأخير هو الأبعد، حيث تقع الثقوب السوداء على بعد حوالي ثلاثة مليارات سنة ضوئية. (يبعد الثقبان الأسودان في الاكتشاف الأول والثاني عنا 1.3 و1.4 مليار سنة ضوئية على التوالي).
توفر الملاحظة الأحدث أيضًا أدلة حول الاتجاهات التي تدور فيها الثقوب السوداء. بما أن جميع أزواج الثقوب السوداء تدور حول بعضها البعض، فإنها تدور أيضًا حول محاورها الخاصة - مثل زوج من المتزلجين على الجليد يدوران بشكل منفصل أثناء دورانهما حول بعضهما البعض. في بعض الأحيان تدور الثقوب السوداء في نفس الاتجاه المداري العام، وأحيانًا تدور في الاتجاه المعاكس للحركة المدارية. علاوة على ذلك، يمكن أيضًا أن تميل الثقوب السوداء عن المستوى المداري. في الواقع، يمكن للثقوب السوداء أن تدور في أي اتجاه.
لا تستطيع بيانات LIGO الجديدة تحديد ما إذا كانت الثقوب السوداء التي تم رصدها مؤخرًا مائلة، لكنها تشير إلى أن واحدًا على الأقل من الثقوب السوداء قد يكون منحرفًا مقارنة بالحركة العامة لمدار النظام. ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الملاحظات باستخدام مرصد LIGO لمعرفة المزيد عن دوران الثقوب السوداء الثنائية.
المزيد عن هذا الموضوع على موقع العلوم
تعليقات 13
وأنا أتفق مع رأي المعلقين العلميين القائل بأنه في الواقع هناك الكثير من الأشياء المخفية حول ما حدث في مرافق مرصد ليجو. المعروف أنه كان هناك اضطراب بسيط تم اكتشافه في المنشآت، لكن ما تفسيره يكتنفه الضباب. لن أقوم ببناء سلك شائك من التفسيرات بناءً على حدث حدث في وقت قصير جدًا ولا يمكن إعادة فحصه. ليس من المقبول بالنسبة لي أن أقوم بتأسيس الحقائق وفقًا للفيزياء التي نعرفها في الظروف العادية (التي تم فيها اختبار القوانين) عندما لا يكون من الواضح على الإطلاق كيف تتصرف القوانين في الظروف القاسية المذكورة أعلاه ذات الكتلة الهائلة والكثافة الهائلة، مسافات زمنية ومسافات مادية بالمليارات. معظم الأشياء هنا ليست أكثر من مجرد تخمين.
يرجى الرد بلطف
يهودا
نحن في الماتريكس، كل شيء عبارة عن محاكاة
تصوير جميل جداً لكنه غير واقعي. إن تأثير العمق الذي يبدو وكأنه انعكاس من جانب الوعاء غير ممكن في الواقع، لأنه لا توجد مناطق أكثر قتامة وأكثر سطوعا بالطريقة المذكورة أعلاه، فلا معنى لاتجاه الضوء الذي يفترض أنه يصل إلى النجوم و فقط بعضها ينعكس وبعضها لا. فالضوء يأتي من جميع النجوم ولا ينعكس عنها. وإذا كان المقصود أن يكون الأمر يتعلق بمجموعات من النجوم التي يحدث أنها تخلق الوهم البصري المذكور أعلاه، فهذا أمر مضحك حقًا.
عندي مقترح لإجابة السؤال الذي طرحته بتاريخ 5-6-17 أقول:
ما هو شكل الطاقة الهائلة الناتجة عن اندماج الثقوب السوداء المنبعثة؟
تم تقديم إجابة واحدة من خلال "التغيرات في طاقة الجاذبية" (ربما "الغزلان"؟) لتقول:
موجات الجاذبية، التي تتسبب في تقليل كتلة الثقوب السوداء، بآلية غير معروفة.
والإجابة الثانية التي تتبادر إلى ذهني الآن هي:
الطاقة أ.م. الهائل المنبعث نتيجة اصطدام قرصي الامتصاص المحيطين بالثقبين الأسودين.
يمكن أن يكون انفجارًا لا مثيل له في الطبيعة.
حتى أقوى من السوبرنوفا.
LIGO = مرصد الجاذبية بمقياس التداخل بالليزر
عذرًا، التصحيح التلقائي على الهاتف المحمول
LIFE = مرصد الجاذبية بمقياس التداخل بالليزر
تنتقل موجات الجاذبية بسرعة الضوء. سرعة الضوء هي سرعة خاصة جدًا في الطبيعة، ولكنها ليست فريدة من نوعها بالنسبة للضوء، فهناك جسيمات وقوى أخرى تتحرك فيها.
أما سؤال والدي فلا يمكن الإجابة عليه حقًا. نحن ندرس الثقوب السوداء على مستويين - من خلال ملاحظات السماء، ومن خلال البحث النظري الرياضي (حيث نحاول بناء نماذج تصف الثقوب السوداء ثم نجد طرقًا لاختبارها مقابل الواقع). بالطبع السؤال الذي أجبت عليه لا يمكن الإجابة عليه بالملاحظة لأننا خارج الثقب الأسود وبالتالي (إلى درجة انبعاث إشعاع هوكينج وهو ضعيف جدًا لدرجة أنه غير مرئي عمليًا) لا يمكننا معرفة أي شيء عما يحدث في الداخل. نحن نعلم أن آفاق الحدث قد اندمجت في أفق مشترك، لكننا لا نستطيع استخلاص معلومات من الملاحظات حول ما يحدث في الداخل. على الجانب الرياضي، يمكن تجربة السؤال، وأفترض أن الأشخاص من الميدان (أي علماء الفيزياء الفلكية الذين يدرسون سلوك الثقوب السوداء في السماء) سيكونون قادرين على قول بعض الأشياء حول هذا الموضوع، ولكن في أحسن الأحوال، سيكون سؤالا صعبا للغاية لأن النماذج الرياضية المتاحة لنا الآن (النسبية العامة) لا تستطيع وصف نهاية العملية حيث تكون متفردات الثقبين متقاربتين (لأنه عندها توجد تأثيرات كمية)، وحتى قبل ذلك أفترض ذلك لا يمكن معالجة المشكلة إلا عدديًا لأن معادلات الحركة غير خطية وغير قابلة للحل من حيث المبدأ.
لذا في الختام، ما حدث في الداخل، لا نعرفه حقًا. من ناحية أخرى، أدركنا في السنوات الأخيرة أنه حتى بدون الاصطدامات، فإننا لا نفهم حقًا ما يحدث داخل أفق الحدث للثقب الأسود، لذا فإن هذا السؤال أقل أهمية مما تعتقد.
الثقوب السوداء تشبه نياجرا.. ووش
ما مدى سرعة انتشار موجات الجاذبية؟
الطاقة التي تأتي من الثقب الأسود هي طاقة الجاذبية. وهذا هو سلبي.
يمكن أن "تنبثق" تغيرات الطاقة السلبية في طاقة الجاذبية من الثقب الأسود، على سبيل المثال مجال الجاذبية الموجود في وجوده.
يمكن أن تكون إيجابية. هذه هي موجات الجاذبية التي تقلل من كتلة الثقب الأسود.
ما هي العملية التي تتحول فيها كتلة الثقب (الحجم الإيجابي) التي تتركز في نقطة ما إلى موجات جاذبية، غير واضحة.
سؤال آخر من المجال الكمي هو ما إذا كانت موجات الجاذبية التي لا يلاحظها أحد هي مجموعة من الاحتمالات؟
سيكون وجود موجات الجاذبية أكثر إقناعًا عندما يتمكنون من تحديد ارتباط بينها وبين ملاحظة بصرية مركزة على مكان معين في السماء، وربما رصد موجة من الأشعة السينية من ذلك المكان في نفس الوقت.
إقتباس من المقال :
"...هذه الاصطدامات تنتج طاقة أكبر من كل النجوم والمجرات الموجودة في الكون في أي وقت من الأوقات..."
ثلاثة تعليقات/أسئلة:
و). ما هي أشكال هذه الطاقة الهائلة المنطلقة من آفاق الحدث للثقوب السوداء؟ وهل تنبعث كلها أو معظمها من طاقة موجات الجاذبية؟
بعد كل شيء، من حيث المبدأ، لا يمكن أن تنبعث الطاقة من آفاق الحدث للثقوب السوداء.
(باستثناء إشعاع هوكينج الذي:
أ) لم يثبت وجودها بعد.
ب) من المتوقع أن تكون قوتها ضعيفة للغاية).
כמו כן،
ووفقًا للنظرية أيضًا، فإن موجات الجاذبية قوية ولها طاقة ضعيفة للغاية.
ب) في رأيي أن القول يجب أن يكون مقيدا ومقتصرا على الأكثر على "الكون المرئي" وليس على "الكون كله".
هذا على الرغم من أنني على دراية بالمفهوم القائل بأن ما وراء الكون المرئي هو في الواقع أكوان منفصلة/متوازية.
3). ما هي النظرية التي تتنبأ بتأثير اندماج الثقوب السوداء (إن وجد؟) على النجوم في بيئتها، في المجرة التي تتواجد فيها؟
ولا يتضح من المقال ما إذا كانت الثقوب السوداء قد اندمجت في ثقب نقطي واحد، أم أنها تدور حول بعضها البعض.
فهل هناك حالة تدور فيها نواتها حول بعضها البعض ضمن أفق حدث مشترك لكلاهما...