العلماء يمكنهم الآن النظر بداخل الثقوب السوداء باستخدام الرياضيات !

العلماء يمكنهم الآن النظر بداخل الثقوب السوداء باستخدام الرياضيات !


يبدو أن النظر في داخل الثقوبِ السوداء لم يعُد مستحيلاً بعد الآن، وذلك باستخدام الرياضيات، فبِفضلِ عمليتي الكشف عن موجاتِ الجاذبية أو الموجات الثقالية، التي نشأت على الأرجح من اندماجٍ عظيمٍ بين ثقبين أسودين، أصبحَ العلماءُ الآن على يقينٍ تامٍ من أنَّ الثقوبَ السوداء حقيقيةٌ وليست عبارة عن وهمٍ أو حدسٍ !

و لكن لم يستطع أحد أن يعرف كيف تبدو الثقوب السوداء، فكل مانراه من الصور تخيلية، لأننا في الواقع لسنا قادرين على النظر بداخلها؛ لماذا؟

المشكلة تكمن في قوة الجذب الهائلة، التي تقوم بسحبِ كل شيء يقوم بالخطأ بالدخول خلف أفق الحدث الخاص بها؛ حيثُ أن سرعة الهروب أو السرعة اللازمة للهروب من قوة السحب الخاصة بالثقب الأسود تساوي سرعة الضوء؛ ولكن حتى الضوء لا يمكنه الهرب!

الذي يعنيه ذلك أنه حتى أحدث الأجهزة التي توصلت لها البشرية وأكثرها تطوراً لا يمكنها معرفة ما الذي يجري داخل هذه الكيانات العملاقة.
وبدلاً من ذلك، لجأ العلماء إلى استخدام الرياضيات، فوفقاً لدراسةٍ حديثة أجراها باحثون من جامعتي (John Hopkins) و(Towson)، لمعرفة ما الذي يجري داخل الثقب الأسود، لجأ العلماء إلى التركيز على كميات رياضية (mathematical quantities) معروفة باسم لامتغيرات رياضية.

سابقاً، بنى الفيزيائيون نظرتهم للبنية الداخلية للثقب الأسود على كيفية توافق الإحداثيات الرياضية مع بعضها البعض، ومشكلة هذه الطريقة أنه يتم الحصول على الإحداثيات المختارة وعرضها ارتكازاً على موقع المراقبة، وبالتالي فإنه من المرجح الحصول على نتائج مختلفة عن شخصٍ قد اختار مجموعة من الإحداثيات من نقطة عرض أخرى أو مكان مراقبة آخر.

أما بالنسبة للثوابت، فهي تتميز بأنها تمتلك نفس القيمة بالنسبة لأي نظامِ إحداثيات، وقد وضح الباحثون في ورقتهم العلمية أنه "أفضل طريقة لوصف خصائص الثقب الأسود هي عبر تلك الكميات التي تسمى ثوابت-الإحداثيات".

فوفقاً للمؤلف، فهناك 17 كمية ثابتة متعلقة بانحناء الزمكان والتي يمكن أن تستخدم في دراسة محتويات الثقوب السوداء، و لكن بسبب علاقات رياضية محددة بينهم، فهناك خمس كميات مستقلة فقط.
و قد أعلن الفريق "أننا نحتاج هذه الكميات الخمس للوصول إلى وصف كامل لمنحنى الزمكان داخل كل الثقوب السوداء المحتملة والتي يتوقف فيها الزمن".

وعندما قاموا بتعيين البنية الداخلية للثقب الأسود باستخدام الثوابت الرياضية؛ وجدوا شيئاً رائعاً:
"المخطط الذي توصلوا إليه هو أجمل و أعقد مما كانوا دائماً يتخيلون !"


حيث تبدو الصورة بشكل واضح و جوهري مختلفة عن تلك الصورة التقليدية الموجودة في عقولنا عن الثقب الأسود، وتبدو انحناءاتها "بعيدة كل البعد عن الثبات"، وتمثل r أنصاف أقطار أفق الحدث منسقة كروياً.

يمكن أيضاً للفيزيائيين الآخرين استخدام تلك الثوابت الخمسة للوصول إلى البناء الداخلي للثقوب السوداء الافتراضية، وستقود النتائج بالتأكيد إلى الوصول لفهم أعمق للطبيعة و لبنية الثقوب السوداء.

المصدر:
thescienceexplorer.com

تدقيق لغوي: محمد مرتجى

جميع الحقوق محفوظة © أرابوست

تصميم الورشه