قد تكون إشارة LIGO غير العادية أول تأكيد على وجود ثقوب سوداء بدائية

الثقوب السوداء البدائية هي أجسام افتراضية من الممكن أن تكون قد نشأت مباشرة بعد الانفجار الكبير. في الأجزاء الأولى من الثانية، كانت المادة كثيفة جدًا لدرجة أنها انهارت على الفور في بعض المناطق لتشكل ثقوبًا سوداء. وتراوحت كتلتها من حبيبات الرمل المجهرية إلى مئات الآلاف من الكتل الشمسية. تم طرح هذه الفكرة لأول مرة من قبل الفيزيائيين السوفييت ياكوف زيلدوفيتش وإيجور نوفيكوف في عام 1966، ثم طورها لاحقًا ستيفن هوكينج. وقد تزايد الاهتمام بفكرة الثقوب السوداء البدائية بشكل ملحوظ مع إطلاق أجهزة كشف موجات الجاذبية وتلسكوب جيمس ويب الفضائي. بدأ الأول في التقاط موجات من تصادمات الأجسام المدمجة التي من المحتمل أن تكون ثقوبًا سوداء منخفضة الكتلة. “شاهد” التلسكوب مجرات مبكرة تحتوي على ثقوب سوداء ضخمة هائلة الحجم، والتي يصعب تفسيرها من خلال السيناريوهات القياسية للتراكم التدريجي للكتلة. ويمكن تفسير كليهما بوجود الثقوب السوداء البدائية. علاوة على ذلك، فإن هذه الأجسام البدائية “غير المرئية” قد تشكل جزءًا من المادة المظلمة للكون (على الرغم من أنه من غير المرجح أن تكون ذات أهمية). وحتى الآن، لم يتمكن العلماء من تأكيد وجود الثقوب السوداء البدائية، لكن هذا قد يكون مسألة وقت فقط. تستمر أجهزة كشف موجات الجاذبية في تسجيل الأحداث غير العادية. أحدهما كان S251112cm، “تم اصطياده” من قبل الشبكة الدولية لكاشفات LVK (LIGO – Virgo – KARGA) في 12 نوفمبر 2025. S251112cm مرشح لحدث اندماج جسمين مدمجين. ومن المهم ألا يكون مصحوبًا بوميض من الضوء أو انفجار أشعة جاما أو أشعة سينية أو انبعاث راديوي. وهذا أمر طبيعي بالنسبة لاندماج الثقوب السوداء، لكن كتلة الزوج صغيرة جدًا. ووفقا للتقديرات الأولية من LVK، فإن أحد الأجسام أقل كتلة من الشمس (مع احتمال يزيد عن 99 بالمائة).

وأكثر الثقوب السوداء المكتشفة شيوعا تشكلت نتيجة انفجارات السوبرنوفا، بعد “موت” النجوم الضخمة. مع مثل هذا الانهيار، يتم الحصول على كائنات مدمجة، على الأقل مرتين إلى ثلاث مرات أكبر من الشمس، وغالبا ما تكون أكبر بكثير. قد تعتقد أنه مع كتلة أولية أصغر، سيتم الحصول على ثقب أسود أصغر، ولكن لا: ثم يولد نجم نيوتروني. وبالتالي، نشأ الافتراض أنه بما أنه، وفقًا لجميع العوامل، شاركت الثقوب السوداء ذات الكتلة المنخفضة للغاية في الحدث S251112cm، فمن الممكن أن تكون هذه هي نفس الأجسام الأولية الافتراضية. بناءً على اكتشاف الجسم المرشح S251112cm، قام عالما الفيزياء الفلكية نيكو كابيلوتي وألبرتو ماغاراجيا من جامعة ميامي بحساب عدد المرات التي يجب أن يرصد فيها LVK عمليات اندماج الأجسام ذات الكتلة تحت الشمسية. ونشرت نتائج العمل العلمي في مجلة الفيزياء الفلكية. كأساس، اتخذ العلماء نموذجًا افتراضيًا لتكوين الثقوب السوداء البدائية والتوزيع المتوقع لكتلتها. ويعتقد أنه بحلول نهاية فترة التكوين، كانت هذه الكائنات “متناثرة” في جميع أنحاء الكون على مسافة كبيرة من بعضها البعض. ولذلك، قام مؤلفو الدراسة الجديدة بحساب معدل تكوين واندماج الأنظمة الثنائية من الثقوب السوداء البدائية. أخيرًا، قدّر علماء الفيزياء الفلكية عدد المرات التي يجب أن تلتقط فيها شبكة كاشفات LVK اندماجات أزواج من الثقوب البدائية. ويقدر الباحثون أن أحداث الاندماج التي يمكن لـ LVK التقاطها يجب أن تحدث بمعدل 0.8 حدث سنويًا. وهذا مشابه تمامًا للنتائج الفعلية للشبكة (حوالي 0.23 حدث سنويًا)، إذا أخذنا في الاعتبار S251112cm. شبكة LVK لم تؤكد بعد الحدث S251112cm. قد يكون خطأ في الملاحظة أو خطأ في المعدات. إذا كان من الممكن مع ذلك التحقق من الأصل الفلكي للإشارة S251112cm، فإن الثقوب السوداء البدائية ستنتقل من فئة “الحسابات” إلى فئة الأجسام المحتملة للمراقبة.

علاوة على ذلك، فإن هذا يعني أنها شائعة بدرجة كافية بحيث يمكن استخدام كاشفات موجات الجاذبية لدراسة الثقوب السوداء البدائية كمكونات للمادة المظلمة.