كيف يوقف الضغط ولادة الثقوب السوداء سريع
في اللحظات الأولى بعد الانفجار العظيم، كان الكون مليئًا ببلازما ساخنة شبه متجانسة. لكن في بعض الأماكن، قد تكون الكثافة أعلى قليلاً بالصدفة. إذا اكتسب هذا التجمع كتلة حرجة، فإنه ينهار ليشكل ثقبًا أسود — هكذا وُلدت الثقوب السوداء البدائية.
لفترة طويلة، اعتقد المنظرون أن المادة في تلك الظروف تتصرف مثل الإشعاع: حيث يرتفع الضغط بشكل متناسب تمامًا مع الكثافة. ولكن ماذا لو أن المادة تبدأ في "التصلب" عند الانضغاط الشديد — حيث يقفز ضغطها بشكل أسرع بكثير؟ اختبر مؤلفو الدراسة هذه الفكرة باستخدام نموذج بسيط: استبدلوا الإشعاع بـ"غاز شبكي" — وهو نظام لا يمكن للجسيمات فيه أن تشغل نفس المكان. عندما تقترب الكثافة من الحد الأقصى، تتسارع سرعة الصوت في هذا الوسط، وتقاوم المادة بشدة المزيد من الانضغاط.
أجرى الباحثون سلسلة من المحاكاة العددية للانهيار المتماثل كرويًا في إطار النسبية العامة. واكتشفوا أن عتبة تشكل الثقب الأسود ارتفعت بنسبة 0.50±0.02% مقارنة بحالة الإشعاع النقي. هذا قليل، لكنه كافٍ لتغيير التوقعات حول عدد الثقوب السوداء البدائية التي قد تكون بقيت حتى يومنا هذا. وفي الوقت نفسه، ظل الأس الحرج للكتلة كما هو — 0.357، ضمن هامش الخطأ. وهذا يعني أن آلية الانهيار نفسها بالقرب من العتبة لم تتغير، فقط تطلب الأمر كثافة ابتدائية أكبر قليلاً لبدء الانهيار.
في الجزء الأكثر كثافة من النجم النيوتروني، يمكن أن تتسارع سرعة الصوت لتقترب من سرعة الضوء — حوالي 200 000 كم/ث.
في رواية "مخطط الانقسام" لبروس ستيرلينغ، تتلاعب كائنات ذكية بمادة فائقة الكثافة لبناء مدن على النجوم النيوترونية.