يدور ثقب أسود هائل في مركز مجرتنا درب التبانة بسرعة كبيرة لدرجة أنه يغير الزمكان.
يقع الثقب الأسود، المسمى Sagittarius A*، على بعد 26000 سنة ضوئية من الأرض ويسحب معه الزمكان المحيط، ويسحقه مثل كرة القدم.
يعد الدوران السريع لـ Sagittarius A* مهمًا لأنه يعني أن جزءًا كبيرًا من كتلته قد تم إنشاؤه بواسطة التراكم، وهو عبارة عن موجات الراديو وانبعاثات الأشعة السينية في المواد والغازات المحيطة بالثقوب السوداء، والتي تسمى بالقرص التراكمي.
عادة ما تتشكل الثقوب السوداء التي لها قيمة دوران أقل من خلال اندماج ثقوب سوداء أصغر معًا.
يقع برج القوس A* على بعد 26000 سنة ضوئية من الأرض، ويؤدي دورانه السريع إلى تشوه الزمكان
يمكن أن يكشف هذا الاكتشاف، الذي تم باستخدام تلسكوب مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لناسا، عن تكوين وتطور المجرات، بما في ذلك مجرتنا.
يعد الاختلاف في سرعة الدوران كبيرًا جدًا لأن السرعة الأكبر ستساعد العلماء على قياس مركز مجرة الأرض بدقة أكبر.
من خلال قياس خصائص المجرة، يمكن للعلماء التعرف على تاريخها وبنيتها، واختبار النظريات، “أو حتى استنتاج وجود بعض الأشياء المثيرة للاهتمام للغاية مثل الثقوب الدودية”، كما يقول ديجان ستويكوفيتش، أستاذ علم الكونيات في جامعة بوفالو والذي لم يشارك في الدراسة لشبكة CNN.
تقع الثقوب السوداء في مركز جميع المجرات تقريبًا، ولا يختلف القوس A* عن ذلك – لكن سرعة دورانه تجعله فريدًا من نوعه، مما يسبب ما يُعرف باسم مبادرة لينس-ثيرينغ.
المبادرة المثيرة للعدسة هي دوران كتلة مركزية تؤدي إلى التواء محيط الزمكان وتعطيل مدارات الكتل الأخرى القريبة.
وقالت روث دالي، مؤلفة الدراسة الرئيسية وأستاذ الفيزياء في جامعة ولاية بنسلفانيا، لشبكة CNN: “مع هذا الدوران، سيغير القوس A* شكل الزمكان بشكل كبير في محيطه”.
“لقد اعتدنا على التفكير والعيش في عالم تكون فيه جميع الأبعاد المكانية متكافئة – المسافة إلى السقف والمسافة إلى الجدار والمسافة إلى الأرض… جميعها خطية نوعًا ما، وليس الأمر كما لو كان أحدها كذلك” سحقت تماما مقارنة بالآخرين..’
وأضافت: “إذا كان لديك ثقب أسود يدور بسرعة، فإن الزمكان المحيط به غير متماثل – فالثقب الأسود الدوار يسحب معه كل الزمكان.
“إنها تسحق الزمكان، وتبدو مثل كرة القدم.”
يقع برج القوس A* في مركز مجرتنا درب التبانة، على بعد 260 ألف سنة ضوئية من الأرض.
تم هذا الاكتشاف من قبل علماء الفيزياء بقيادة جامعة ولاية بنسلفانيا، الذين أظهروا أن الثقب الأسود الهائل الذي يسحب الزمكان معه مبني على الإطار الذي وضعه ألبرت أينشتاين.
قدم أينشتاين نظرية مفادها أنه لكي تكون سرعة الضوء ثابتة، يجب أن تكون مرتبطة بالزمن، وهو الأمر الذي أرجعه الفيزيائيون إلى الثقوب السوداء الدوارة.
كان الزمكان تطورًا أساسيًا في نظرية النسبية لأينشتاين والتي تشرح كيفية تأثير السرعة على الزمان والمكان.
نظريته هي أن المكان والزمان مترابطان، بمعنى أنه إذا كانت الأجسام تتحرك عبر الفضاء، فإن الزمن سوف يتسارع إذا كان الجسم يتحرك ببطء أو يتباطأ إذا كان يتحرك بسرعة.
كتب عالم الفيزياء الفلكية بول سوتر على موقع Space.com: “لقد صنع أينشتاين آلة جميلة، لكنه لم يترك لنا دليل المستخدم بالضبط”.
وأضاف: “فقط لتوضيح هذه النقطة، النسبية العامة معقدة للغاية لدرجة أنه عندما يكتشف شخص ما حلاً للمعادلات، فإنه يحصل على الحل المسمى باسمه ويصبح شبه أسطوري في حد ذاته”.
منذ أن تم التعرف على الثقب الأسود الأول في عام 1964، تساءل العلماء عن كيفية ووقت تشكله، لكنهم لم يلتقطوا مظهر الثقب الأسود إلا قبل أربع سنوات فقط.
تم نشر صورة للثقب الأسود M87* في أبريل، وتقع على بعد 53 مليون سنة ضوئية من الأرض ويعتقد أن عمرها 13.2 مليار سنة.
قارن العلماء حجم M87* (يسار) مع حجم القوس A* (يمين) وقرروا أنه على الرغم من أن M87* أكبر، إلا أن سرعة دوران الأخير تجعله فريدًا.
وأصدر العلماء الصورة الأولى لبرج القوس A* في سبتمبر.
قارنت الدراسة الجديدة بين الثقبين الأسودين وقيم دورانهما، ووجدت أن قيمة دوران M87* القصوى تبلغ 1 وقيمة دوران القوس A* تتراوح بين 0.84 و0.96، وكانت أدنى قيمة هي صفر.
استخدم الباحثون طريقة التدفق الخارجي لتحديد مدى سرعة دوران القوس A* وتحديد سبب دورانه بمعدل أسرع.
الثقب الأسود M87* أكبر من ثقب القوس A* ويدور بسرعة دوران قصوى تبلغ واحدًا.
على الرغم من أن M87* أكبر بكثير، إلا أن حجم القوس A* الأصغر يعني أنه يمكنه الدوران مرات أكثر من M87*، مما يؤدي إلى تشويه الزمكان.
وأوضح دالي أن “القوس A*” يدور بسرعة أكبر بكثير (بالمقارنة)، ليس لأنه يتمتع بزخم زاوي دوراني أعلى، ولكن لأنه لديه مسافة أقل ليقطعها عندما يدور مرة واحدة.
وقالت الدراسة: “إن التدفق المرتبط بـ M87* أقوى بكثير من الناحيتين المطلقة والنسبية مقارنة بالتدفق المرتبط بـ Sagittarius A*”، مضيفة أن الثقب الأسود الهائل يدور أكثر من دورة واحدة لـ M87*.
منذ النتائج الأولية، عمل العلماء على كشف تاريخ هذه الألغاز ويعتقدون أن برج القوس A* سيؤدي إلى المزيد من الاكتشافات حول كيفية ووقت تشكلها.
وقال دالي لشبكة CNN إن تغير الزمكان لا يهدد البشرية، لكنه قال: “إنها أداة رائعة لفهم الدور الذي تلعبه الثقوب السوداء في تكوين المجرات وتطورها”.