كيف تحمل الكمّاتُ عزمَ الدوران بعيدًا عن الأزواج النجمية سريع

الأصل: "Determination of the Angular Momentum of Radiated Gravitons, Scalars, and Dark Photons from Binary Orbits"
· Arpan Hait, Subhendra Mohanty
arXiv:2608.02742v1 · 2026-08-03 · CC BY 4.0 · 2 دقيقة
كل جسيم إشعاعي يحمل حصة محددة بدقة من عزم الدوران، سواء كانت موجة ثقالية أو ضوءًا.

نجمان يدوران حول بعضهما البعض، ويقتربان تدريجيًا. رقصتهما تفقد طاقةً، وهذه الطاقة تذهب إلى الفضاء على شكل موجات ثقالية، وأحيانًا حقول أخرى. مجموعة من الفيزيائيين بقيادة Stephen Hawking (رغم أنه ليس مؤلف هذا العمل، إلا أن اسمه مألوف لدى الكثيرين) تساءلت: ما مقدار عزم الدوران الذي يحمله كل جسيم من هذا الإشعاع؟

اتضح أن الحساب دقيق جدًا. كل غرافيتون — كمّة الموجة الثقالية — يحمل حصة من عزم الدوران تساوي تقريبًا ثابتَي بلانك (وهي الوحدة الأساسية لعزم الدوران الكمومي). أما جسيمات الإشعاع القياسي والمتجهي (موجات من نوع آخر، أبسط من الموجات الثقالية) فتحمل كمّة واحدة بالضبط. هذا يشبه ساعي البريد الذي يسلم الرسائل دائمًا في مجموعات من اثنتين أو واحدة — ولا غير ذلك. المثير للدهشة أن هذه القاعدة لا تعمل فقط مع المدارات الإهليلجية المطوّلة، بل أيضًا مع المدارات القطع الزائدية المفتوحة، عندما يتطاير النجمان إلى الأبد.

ثابت بلانك هو أصغر "درجة" ممكنة من عزم الدوران في العالم الكمومي. لتدوير قمة دوّارة للأطفال حتى دورة واحدة في الثانية، يجب نقل عزم دوران أكبر بمليارات المليارات من هذه الكمّة.

كما أظهر العلماء أنه يمكن حساب كل الطاقة وعزم الدوران المشعَّين بمجرد مراقبة كيفية تغير تردد دوران النجوم واستطالة مدارها. لكن هناك فارقًا بسيطًا: من المستحيل فصل أي جزء من عزم دوران الجسيم هو جزء خاص به (مغزلي) وأي جزء هو حركته المدارية حول مركز الكتلة. هذا يشبه محاولة فهم ما إذا كانت القمة الدوّارة تدور حول نفسها أم أنها تجري في دائرة فقط — من الخارج لا يمكن التمييز.

الموجات الثقالية الناتجة عن اندماج الثقوب السوداء تحمل عزم دوران مشابهًا للزخم الزاوي لجميع كواكب النظام الشمسي مجتمعة. لكن كل جسيم فردي لا يزال يحمل حصة صغيرة جدًا — فقط عدد هذه الجسيمات خيالي.

عزم الدوران الذي تحمله الموجة الثقالية من زوج نيوتروني نموذجي مشابه للزخم الزاوي للأرض أثناء حركتها حول الشمس — لكنه يُطلق في أجزاء من الثانية.

في رواية «Contact» لكارل ساغان، يستخدم الفضائيون الموجات الثقالية للتواصل — ربما يعرفون كيفية تعديل تلك الحصص من عزم الدوران التي تتحدث عنها المقالة.

العلماء
Albert EinsteinBarry BarishKip ThorneRichard FeynmanRussell HulseBernhard Riemann
المفاهيم
العزم الزاوي زخم زاوي مداري الكمون الجاذبي إشعاع قياسي صيغة الإشعاع الرباعي القطب عزم مغناطيسي طاقة دورانية مغناطيسون بور حركة مدارية الكبح المغناطيسي للنجم المزدوج الرياح الشمسية معامل جي الموجات الثقالية نجم مغناطيسي اللف المغزلي غرافيتون الجاذبية الكمومية محور الدوران قانون الجاذبية العام كتلة المشتري