عدد الحب

يرتفع المحيط تحت القمر محدثاً حدبة مدّية. لكن هناك أجسام حيث يختلف الأمر تماماً — المد لا يمتد المادة بل يحفر انخفاضاً. هذه هي النجوم البوزونية: تجمعات غير مرئية من جسيمات البوزونات القادرة على التكدس في حالة كمومية واحدة. المادة العادية تنتفخ بفعل الحرارة، أما هي فيحافظ عليها الضغط الكمومي.

نجمان نيوترونيان يدوران في رقصة حميمة، وكل منهما يحس بالحقل المدّي للآخر. هكذا يرفع القمر محيطات الأرض، لكن هنا يتشوه الزمكان نفسه ومادة النجم. يسمي علماء الفيزياء الفلكية هذا بالتشوه المدّي (tidal deformation) — وهو مقياس لمدى "انحناء" الجسم تحت تأثير جاذبية شريكه.

الثقب الأسود ليس جدارًا أصم. إذا ضربته برفق، فإنه يستجيب. يطلق الفيزيائيون على هذا اسم "القابلية للتشوه المدّي" (tidal deformability) — قدرة الجسم على تغيير شكله تحت تأثير قوة خارجية. بالنسبة للثقب الأسود الساكن، هذه القدرة تساوي صفرًا: الحقل الساكن لا يثنيه. ولكن بمجرد أن يعتمد الحقل على الزمن — يبدأ الثقب في "الرنين". مؤلفو العمل الجديد كتبوا هذه الاستجابة بصيغة صريحة.

عندما يدور نجمان نيوترونيان حول بعضهما البعض، لا يظل جسماهما كرويين صلبين. جاذبية الشريك تمدد كل نجم، مما يخلق حدبتي مد وجزر — تمامًا كما يرفع القمر مياه محيطات الأرض. لكن على عكس الماء، هنا تتشوه مادة فائقة الكثافة: ملعقة صغيرة من هذه المادة تزن مليارات الأطنان.

المحيط تحت القمر يرتفع مترًا كاملًا — هذا هو المدّ. إذا وُجد جسم ضخم بالقرب من ثقب أسود، فسيشعر الثقب أيضًا بتأثير مدّي. في جاذبية أينشتاين العادية، لا يستجيب الثقب لمثل هذا المدّ الساكن: «أعداده المدّية» (مؤشرات المرونة) تساوي صفرًا. ولكن ماذا لو كانت الجاذبية أكثر تعقيدًا قليلًا؟ أضاف المؤلفون إلى معادلات الجاذبية إضافة تكعيبية صغيرة — مؤثر ويل من الدرجة الثالثة.

ألقِ حصاة في بركة ماء، فستنتشر دوائر على سطحها. وبالمثل، فإن جسمًا ضخمًا يدور حول ثقب أسود يثير نسيج الزمكان، مولّدًا موجات ثقالية.

حجر يسقط في بركة ماء، فتنتشر دوائر على سطح الماء. هكذا أيضًا الثقب الأسود، وهو ساكن في الفراغ، قد يصادف موجة جاذبية أو سحابة غاز. فهو لا يبقى غير مبالٍ: سطحه (أفق الحدث) ينحني قليلًا، مثل غشاء مشدود تحت وزن قطرة ماء.

إذا دارت كرتان من الفولاذ إحداهما حول الأخرى، فإن جاذبيتهما المتبادلة عاجزة عن تغيير شكل أي منهما. أما كرة الماء، على العكس، فستستطيل مثل القطرة. تحليل حديث لـ الموجات الثقالية الناتجة عن اندماج ثقبين أسودين - GW250114، وهو أوضح اندماج سُجِّل - أظهر أن الثقوب السوداء أشبه بكرات من الفولاذ في صلابتها المطلقة. فهي لا تتشوه مهما اشتد جذب جاره.

ظل الثقب الأسود في النسبية العامة يُعتبر مرآة مثالية: مهما سقطت عليه من حقول، فإنه لا يتشوه. أعداد حب المدية، وهي مقياس تشوه الجسم تحت تأثير حقل مدي خارجي، كانت تساوي صفرًا بالنسبة للاضطرابات القياسية والكهرومغناطيسية والجاذبية. بدا ذلك قاعدة حديدية، حتى جاءت الفرميونات.