التموجات الكونية: ماذا يعني همهمة الثقوب السوداء
قارن العلماء "الهمهمة الخلفية" الناتجة عن اندماجات الثقوب السوداء البعيدة فائقة الكتلة مع تنبؤات النماذج. واتضح أن المشاهدات أعلى من النظرية، لكن التباين ليس مقلقًا بعد — كما لو كنت في غرفة هادئة تسمع ضوضاء خافتة بينما كنت تتوقع الصمت. ما الذي قد يضيف إلى هذه الهمهمة أيضًا؟
في الكون، يدوي همهمة غير مسموعة باستمرار، تشبه ضوضاء الأصوات في ملعب ضخم. هذه هي الموجات الثقالية - تموجات في الزمكان تنتقل بسرعة الضوء من مواقع تصادم ثقوب سوداء هائلة في مراكز المجرات البعيدة. يمكن أن تزن هذه الثقوب السوداء مليارات المرات كتلة الشمس، وقد جاءت فكرة وجودها من عالم الفيزياء كارل شوارتزشيلد. ومن حولها، مثل إطار غير مرئي، توجد المادة المظلمة التي اكتشفتها عالمة الفلك فيرا روبين، بينما تتباعد المجرات نفسها بعد الانفجار العظيم، كما أظهر إدوين هابل.
قارن علماء الفلك نماذج الكمبيوتر لهذه الخلفية مع الإشارات الحقيقية التي التقطتها شبكة من التلسكوبات الراديوية على مدى 15 عامًا. راقبوا النجوم النابضة - نجوم تدور بسرعة فائقة، ونبضاتها أدق من الساعات الذرية. اتضح أن المحاكاة لا تختلف كثيرًا عن الملاحظات: الفرق لا يتجاوز اثنين إلى ثلاثة "سيغما" - يمكن عزو هذا التباين بسهولة إلى الصدفة. وعند تعديل النموذج قليلاً، بافتراض أن الثقوب السوداء في الكون المبكر نمت أسرع بخمس مرات، يصبح التطابق مثاليًا. وبالمناسبة، فإن أقوى تلسكوب "هابل" ألمح بالفعل إلى مثل هذه "الطفولة المُفرطة في التغذية" للثقوب السوداء العملاقة.
الآن ستصبح الخلفية الثقالية أداة جديدة: يمكن بواسطتها "وزن" الثقوب السوداء واختبار كيف نمت المجرات قبل مليارات السنين. في المستقبل، سيدمجها العلماء مع المطيافية وهي تقنية تحلل ضوء المجرات إلى ألوان، لتحديد أزواج الثقوب السوداء المتقاربة بدقة أكبر.
🎯 النجوم النابضة دقيقة لدرجة أن تباطؤ دورانها بسبب مرور موجة ثقالية يشبه تباطؤ دوران الأرض نتيجة مرور بعوضة.
🎬 يذكرنا هذا العمل قليلاً برواية "الاتصال" لكارل ساغان، حيث بحث العلماء عن إشارات في وميض النجوم النابضة. لكن اليوم، يسمع الفلكيون في هذه الضوضاء ليس أصوات كائنات فضائية، بل "تنفس" الثقوب السوداء نفسها.