الثقوب السوداء هي من أكثر الأجسام غموضاً في الكون. جاذبيتها قوية لدرجة أنه حتى الضوء لا يمكنه الإفلات من محيطها. لكن دراستها مباشرة صعبة للغاية: أقرب ثقب أسود يبعد آلاف السنين الضوئية، واندماجات الثقوب السوداء تستمر لملايين السنين. لذلك يبحث الفيزيائيون عن طرق لإعادة إنتاج سلوك الثقوب السوداء في المختبر باستخدام ما يسمى بالأنظمة التناظرية.

من أفضل الأنظمة التناظرية مكثف البولاريتونات. وهي حالة خاصة من المادة تنشأ عند درجات حرارة منخفضة جداً، عندما تتحد جسيمات الضوء (الفوتونات) مع جسيمات المادة (الإكسيتونات) لتكوين جسيمات جديدة تسمى البولاريتونات. يتصرف مكثف البولاريتونات مثل سائل فائق الميوعة: يمكنه التدفق دون احتكاك. وإذا قمت بتكوين دوامة فيه، ينشأ حولها تدفق يسحب كل شيء إلى الداخل، مثل الماء في مصرف الحمام. وبالضبط مثل الثقب الأسود، لا يمكن لأي شيء أن يهرب من هذه الدوامة، حتى الضوء. لذلك تُسمى الدوامة في مكثف البولاريتونات بالثقب الأسود التناظري.

تساءل مؤلفو الدراسة الجديدة: هل يمكن لدوامتين أو أكثر من هذه الدوامات أن تندمج في دوامة واحدة، مثل الثقوب السوداء الحقيقية عند اصطدامها؟ اتضح أن دوامتين لا يمكنهما تكوين أفق مشترك، بل تظلان منفصلتين دائماً. لكن أربع دوامات أو أكثر يمكن أن تندمج تماماً، وعندها ينشأ أفق مشترك، نصف قطره يحدده قانون هندسي بسيط: إنه يساوي المتوسط الهندسي لأنصاف أقطار الدوامات الأصلية. هذا يعني أنه من خلال مراقبة الدوامات في المختبر، يمكن دراسة كيفية اندماج الثقوب السوداء في الفضاء، ولكن بوتيرة متسارعة وتحت سيطرة كاملة.

تساعد هذه التجارب على فهم أفضل ليس فقط للثقوب السوداء، بل أيضاً لطبيعة المكان والزمان نفسها. فإذا كان النظام التناظري يتصرف بنفس طريقة الثقب الأسود الحقيقي، فإن بعض خصائص الثقوب السوداء قد تكون عالمية ولا تعتمد على التنفيذ الفيزيائي المحدد. وربما يكمن مفتاح حل ألغاز الجاذبية ليس في الفضاء البعيد، بل في جهاز مختبر بارد مزود بالليزر والمرايا.