المادة المظلمة: دوامات كمومية حول الثقوب السوداء ⚡ экспресс
تم بناء حلول مستقرة متناظرة محوريًا لنموذج المادة المظلمة على شكل مكثف بوز-أينشتاين (BECDM) في مجال كتلة جاذبة نقطية (ثقب أسود). تم النظر في الحالة الأساسية المتناظرة كرويًا وحل الدوّامة بمؤشر التفاف صحيح غير صفري. تم حل المعادلات بطريقة الزمن التخيلي، مما أتاح بناء عائلات من التكوينات عبر نطاق واسع من بارامترات التفاعل الذاتي وكتلة الثقب الأسود. تم تحليل تأثير هذه البارامترات على توزيع الكثافة والاستقرار باستخدام معيار نقطة التحول المبني على دالة الإنثالبي؛ وتم تحديد الفروع المستقرة وغير المستقرة. بالنسبة للتفاعل الذاتي التجاذبي (g<0)، تم إثبات وجود كتلة قصوى تحدد حدود البارامترات المسموحة لمثل هذه الحلول. وقد تبين أن هياكل الدوّامة المستقرة يمكن أن توجد بالقرب من الثقب الأسود، ويشير استقرارها إلى توافقها مع سيناريوهات الانهيار ذات الصلة الفلكية لـBECDM.
في العالم الكمومي، يمكن لجسيمات المادة المظلمة أن تندمج في قطرة واحدة فائقة السيولة — حالة تتدفق فيها المادة دون احتكاك، كسائل مثالي. عندما تكون هذه القطرة بالقرب من ثقب أسود، فإنها لا تختفي فيه، بل تلتف في دوامات مستقرة — تماماً مثل المياه التي تدور حول صخرة في النهر. اكتشف العلماء أن أكثر هذه الدوامات استقراراً هي كتلة مركزية كثيفة ودوامة تحيط بالثقب. تستمر هذه الدوامة لسنوات إذا كانت الجسيمات تتجاذب بشكل طفيف: توازن القوى يمنعها من التفكك.
أمر غير متوقع: تؤثر هذه الدوامات على دوران المجرات بل وتجعل الثقب الأسود يتذبذب، مما ينتج "رنيناً" مميزاً في الموجات الثقالية — تموجات في نسيج الزمكان. وإذا كان تجاذب الجسيمات قوياً جداً، تنهار الدوامة — وقد حسب العلماء حداً واضحاً لهذا الانهيار.
🎯 عند درجات حرارة منخفضة للغاية، يمكن لسائل كمومي خاص أن يتصرف كجسيم واحد عملاق؛ وإذا تم تدويره، فإنه يشكل دوامات صغيرة تشبه الأعاصير — في المختبرات، تُنشأ هذه الدوامات باستخدام الليزر.