وفقًا لعلماء الفلك، يمكن للثقوب السوداء أن تفسر شكلاً غامضًا من الطاقة الذي يتألف من معظم الكون. وقد تم الاستدلال على وجود «الطاقة المظلمة» من ملاحظات النجوم والمجرات، لكن لم يتمكن أحد من شرح ماهيتها أو من أين تأتي.
الأشياء أو المادة التي تشكل العالم المألوف من حولنا هي فقط 5 % من كل شيء في الكون. وأن 27 % مادة مظلمة؛ وهي نظير غامض للمادة العادية التي لا تنبعث أو تعكس أو تمتص الضوء. ومع ذلك، فإن غالبية الكون (حوالى 68 %) هي طاقة مظلمة.
وتم وصف الدليل الجديد على أن الثقوب السوداء يمكن أن تكون مصدرًا للطاقة المظلمة في ورقة علمية نُشرت بـ«The Astrophysical Journal Letters».
والدراسة الجديدة عمل عليها 17 عالم فلك من تسع دول بقيادة جامعة هاواي، وقد شمل التعاون كذلك باحثين من المملكة المتحدة.
ووفق موقع «theconversation» العلمي، فانه من خلال البحث في البيانات التي تمتد لتسعة مليارات سنة من التاريخ الكوني، اكتشف علماء الفلك أول دليل على ما يسمى بـ«الاقتران الكوني»؛ ما يعني أن نمو الثقوب السوداء بمرور الوقت مرتبط بتوسع الكون نفسه.
وفي هذا الاطار، فان فكرة أن الثقوب السوداء قد تحتوي على شيء يسمى طاقة الفراغ (مظهر من مظاهر الطاقة المظلمة) ليست جديدة بشكل خاص. فلقد تمت مناقشتها نظريًا في الستينيات. لكن هذا العمل الأخير يفترض أن هذه الطاقة (وبالتالي كتلة الثقوب السوداء) ستزداد بمرور الوقت مع توسع الكون نتيجة الاقتران الكوني.
لذلك، قام الفريق بحساب مقدار الطاقة المظلمة في الكون التي يمكن أن تُنسب إلى هذه العملية، فوجدوا أن الثقوب السوداء يمكن أن تفسر الكمية الإجمالية للطاقة المظلمة التي نقيسها في الكون اليوم. ويمكن كذلك أن تحل النتيجة واحدة من أكثر المشاكل الأساسية في علم الكونيات الحديث.
التوسع السريع
بدأ كوننا بانفجار كبير منذ حوالى 13.7 مليار سنة. فتسببت الطاقة الناتجة عن هذا الانفجار في المكان والزمان بتوسع الكون بسرعة مع تحليق جميع المجرات بعيدًا عن بعضها البعض. ومع ذلك، نتوقع أن يتباطأ هذا التمدد تدريجيًا بسبب تأثير الجاذبية على كل الأشياء في الكون.
هذه هي نسخة الكون التي اعتقدنا أننا عشناها حتى أواخر التسعينيات؛ عندما اكتشف تلسكوب هابل الفضائي شيئًا غريبًا. حيث أظهرت ملاحظات النجوم المتفجرة البعيدة أنه في الماضي كان الكون يتوسع ببطء أكثر مما هو عليه اليوم. وعليه فإن تمدد الكون لم يتباطأ بسبب الجاذبية، كما اعتقد الجميع، بل كان يتسارع بدلاً من ذلك. كان هذا غير متوقع للغاية وكافح علماء الفلك لتفسيره.
ولتفسير ذلك، تم اقتراح أن «الطاقة المظلمة» هي المسؤولة عن دفع الأشياء بعيدًا بقوة أكبر من الجاذبية التي تجمع الأشياء معًا. لقد كان مفهوم الطاقة المظلمة مشابهًا جدًا للتركيب الرياضي الذي اقترحه آينشتاين ولكنه تجوهل لاحقًا وهو «ثابت كوني» يعارض الجاذبية ويمنع الكون من الانهيار.
انفجارات نجمية
لكن ما هي الطاقة المظلمة؟ يبدو أن الحل قد يكمن في لغز كوني آخر هو «الثقوب السوداء». إذ ان الثقوب السوداء تولد عادة عندما تنفجر النجوم الضخمة وتموت في نهاية حياتها. وتعمل الجاذبية والضغط في هذه الانفجارات العنيفة على ضغط كميات هائلة من المواد في مساحة صغيرة. على سبيل المثال، نجم بنفس كتلة شمسنا سيُسحق في فضاء لا يتجاوز بضع عشرات من الكيلومترات.
إن قوة الجاذبية للثقب الأسود شديدة لدرجة أنه لا يمكن حتى للضوء الهروب منه؛ حيث يتم امتصاص كل شيء. وفي مركز الثقب الأسود يوجد مكان يسمى «التفرد»؛ حيث يتم سحق المادة إلى نقطة ذات كثافة لا نهائية. لكن المشكلة هي أن التفردات بناء رياضي لا ينبغي أن يوجد.
ويوفر هذا النموذج بدقة أصلًا محتملاً للطاقة المظلمة في الكون. كما أنه يتحايل على المشكلات الرياضية التي تؤثر على بعض دراسات الثقوب السوداء، لأنه يتجنب الحاجة إلى التفرد في المركز.
وقد قام الفريق أيضًا بحساب مقدار الطاقة المظلمة في الكون التي يمكن أن تُنسب إلى عملية الاقتران هذه. وخلصوا إلى أنه سيكون من الممكن للثقوب السوداء توفير الكمية اللازمة من طاقة الفراغ لحساب كل الطاقة المظلمة التي نقيسها في الكون اليوم.
لن يفسر هذا أصل الطاقة المظلمة في الكون فحسب، بل سيجعلنا أيضًا نعيد التفكير جذريًا في فهمنا للثقوب السوداء ودورها في الكون.
هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به لاختبار هذه الفكرة وتأكيدها، سواء من خلال ملاحظات السماء أو من الناحية النظرية. لكننا قد نرى أخيرًا طريقة جديدة لحل مشكلة الطاقة المظلمة.
