"سمفونية الكون" .. العلماء "يسمعون'' ضوضاء موجات الجاذبية من الثقوب السوداء الهائلة

إقرأ المزيد

إعلانان رئيسيان عن الكون سيصدران هذا الأسبوع!.. إليكم ما نعرفه حتى الآن!

وبعد 15 عاما من المراقبة الدقيقة للنجوم المسماة النجوم النابضة في جميع أنحاء مجرتنا، تمكن مرصد أمريكا الشمالية لموجات الجاذبية (NANOGrav)، لأول مرة، من "سماع السمفونية الكونية الدائمة" لموجات الجاذبية أثناء مرورها عبر مجرتنا.

وقالت مورا ماكلولين، المديرة المشاركة لمرصد NANOGrav: "إنها حقا المرة الأولى التي يكون لدينا فيها دليل على هذه الحركة الواسعة النطاق لكل شيء في الكون".

وتنبأت نظرية النسبية العامة لأينشتاين بدقة بكيفية تأثير موجات الجاذبية على الإشارات الراديوية المنبعثة من الأقطاب المغناطيسية للنجوم شديدة الكثافة التي تدور حول محورها، والتي تسمى النجوم النابضة، عن طريق شد نسيج الفضاء (الزمكان) وضغطه، وتغيير الوقت، حيث تنتج الأجرام السماوية كل نبضة.

ويشبّه العلماء أحيانا هذه الموجات بالموسيقى الخلفية للكون.

وفي عام 2015، استخدم العلماء تجربة تسمى "ليغو" (LIGO) لاكتشاف موجات الجاذبية لأول مرة، والناتجة عن اصطدام ثقبين أسودين. وأظهروا أن أينشتاين كان على حق.

وكانت هذه الموجات "العالية التردد" نتيجة حدث عنيف واحد أرسل تموجات قوية وقصيرة باتجاه الأرض. ولكن على مدى عقود، كان العلماء يبحثون أيضا عن موجات جاذبية منخفضة التردد، يُعتقد أنها تتموج باستمرار في الفضاء مثل ضوضاء الخلفية.

 وحتى الآن، لم تكن الأساليب المستخدمة من قبل العلماء قادرة إلا على التقاط الموجات عند الترددات العالية، كما أوضحت كيارا مينجاريللي، عضوة مرصد NANOGrav، وعالمة الفيزياء الفلكية بجامعة ييل.

وقالت مينجاريللي إن تلك "الضوضاء" السريعة تأتي من لحظات محددة عندما تصطدم الثقوب السوداء الصغيرة نسبيا والنجوم الميتة ببعضها.

وفي أحدث دراسات، كان العلماء يبحثون عن موجات ذات ترددات أقل بكثير. وقد تستغرق هذه الموجات البطيئة سنوات أو حتى عقودا للدوران لأعلى ولأسفل، وربما تأتي من بعض أكبر الأجسام في عالمنا: الثقوب السوداء الهائلة التي تبلغ كتلتها مليارات المرات من شمسنا.

وتتصادم المجرات عبر الكون باستمرار وتندمج معا، وعندما يحدث هذا، يعتقد العلماء أن الثقوب السوداء الهائلة في مراكز هذه المجرات تتجمع أيضا وتنحصر في رقصة قبل أن تنهار في النهاية، كما أوضح زابولكس ماركا، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة كولومبيا الذي لم يشارك في البحث.

وترسل الثقوب السوداء موجات الجاذبية لأنها تدور حول هذه الأزواج، والمعروفة باسم الثنائيات.

ولا توجد أدوات على الأرض يمكنها التقاط الموجات من هذه العمالقة. وأوضح مايكل لام الباحث في NANOGrav: "كان علينا بناء كاشف بحجم المجرة تقريبا".

وبفضل جهود العشرات من علماء الفلك من جميع أنحاء العالم، تمكنوا لأول مرة من "سماع" "سيمفونية" دائمة لموجات الجاذبية التي تتموج عبر كوننا.

إقرأ المزيد

العلماء يلتقطون أخيرا أول صورة لـ"الجزيئات الشبحية" المحيطة بمجرة درب التبانة

وتضمنت النتائج التي تم إصدارها هذا الأسبوع 15 عاما من البيانات من NANOGrav، التي تستخدم التلسكوبات عبر أمريكا الشمالية للبحث عن الموجات. بالإضافة إلى دراسات أخرى حول العالم عن موجات الجاذبية، بما في ذلك في أوروبا والهند والصين وأستراليا.

ووجه العلماء التلسكوبات إلى نجوم ميتة تسمى النجوم النابضة، وهي ترسل ومضات من موجات الراديو أثناء دورانها في الفضاء مثل المنارات.

وهذه الانفجارات منتظمة لدرجة أن العلماء يعرفون بالضبط متى من المفترض أن تصل موجات الراديو إلى كوكبنا، وفقا لسارة فيجلاند، عضوة مرصد NANOGrav، وعالمة الفيزياء الفلكية في جامعة ويسكونسن-ميلووكي.

وعندما تعمل موجات الجاذبية على تشويه نسيج الزمكان، فإنها في الواقع تغير المسافة بين الأرض وهذه النجوم النابضة، ما يؤدي إلى التخلص من هذا النبض الثابت.

وراقب فريق NANOGrav نحو 68 نجما نابضا عبر السماء باستخدام تلسكوب Green Bank في ولاية فرجينيا الغربية، وتلسكوب Arecibo في بورتوريكو، والمصفوفة الكبيرة جدا في نيو مكسيكو.

ووجدت فرق أخرى أدلة مماثلة من عشرات النجوم النابضة الأخرى، التي تم رصدها بواسطة التلسكوبات في جميع أنحاء العالم.

وقالت مينجاريللي إن ضوضاء الخلفية التي عثروا عليها "أعلى مما توقع بعض العلماء. وقد يعني هذا أن هناك عمليات اندماج للثقوب السوداء تحدث في الفضاء أكثر أو أكبر مما كنا نظن، أو يشير إلى مصادر أخرى لموجات الجاذبية التي يمكن أن تتحدى فهمنا للكون".

ويأمل العلماء أن يساعد الاستمرار في دراسة هذا النوع من موجات الجاذبية على معرفة المزيد عن أكبر الأجسام في كوننا.

المصدر: ديلي ميل