كيف تغير عدسة المادة المظلمة غير المرئية مظهر الثقب الأسود ✦
مثلما تبدو الملعقة مكسورة في كوب الماء بسبب انكسار الضوء، تعمل المادة المظلمة على انحناء أشعة الضوء وتشويه صورة الثقب الأسود. أظهرت النمذجة أنه في أحد توزيعات المادة المظلمة لا يكاد يتغير ظل الثقب الأسود، بينما يتوسع الظل وينزاح بشكل ملحوظ في توزيع آخر. وهذا يعني أن صور الثقوب السوداء قد تكشف عن وجود المادة المظلمة، التي ربما تختبئ في مركز مجرتنا.
تُظهر صور الثقوب السوداء التي التقطها تلسكوب أفق الحدث حلقة مضيئة حول هوة مظلمة. هذه الحلقة هي غاز شديد الحرارة في قرص الغاز الذي يدور حول الثقب الأسود في مجرات بعيدة. لكن بحثًا جديدًا يقول: الصورة مشوهة بشدة بفعل المادة المظلمة غير المرئية، التي تعمل عبر انحناء الزمكان كعدسة عملاقة، تحني أشعة الضوء.
قارنت الحسابات الحاسوبية ثلاثة سيناريوهات: ثقب أسود دوار عادي ونموذجين يحتويان على مادة مظلمة. اتضح أنه إذا توزعت الكتلة غير المرئية على شكل سحابة مفلطحة، يزيح مركز السطوع، وتكبر الحلقة نفسها بعشرات في المائة. المدهش أن هذه الصورة 'المشوهة عدسيًا' تتطابق مع الأرصاد الفعلية لـ نوى المجرات النشطة، بينما يعطي النموذج الخالي من المادة المظلمة حلقة أصغر من اللازم.
هذا يعني أن ما نراه في الصور ليس الجسم نفسه، بل 'انعكاسه' في عدسة الجاذبية للمادة المظلمة. في المستقبل، سيساعد تحليل لون الضوء في فصل مساهمة الثقب الأسود عن محيطه غير المرئي، وبالتالي الاقتراب من حل لغز المادة المظلمة. في منتصف القرن العشرين، أثبتت عالمة الفيزياء الفلكية فيرا روبين أن المجرات محاطة بسحابة هائلة من كتلة غير مرئية، وكانت هذه الأعمال مفتاح الاكتشاف. يتضح الآن أن النماذج الأنيقة لـ كارل شفارتسشيلد التي تفترض فضاءً فارغًا حول الثقب الأسود تحتاج إلى تنقيح. ربما لا تنشأ إزاحة الظل وسطوع الحلقة بسبب الدوران، بل بسبب العدسة غير المرئية للمادة المظلمة.
🎯 تعمل جاذبية المادة المظلمة كعدسة غير مرئية: لا تحجب الضوء، بل تحني مساره، مغيرًة مظهر الأجسام البعيدة.