سر كيفية اندماج الثقوب السوداء الهائلة

ومع ذلك، أظهرت النمذجة أنه من الصعب تشتيت عدد كافٍ من النجوم نحو الثقوب السوداء لحل مشكلة الفرسخ الفلكي النهائي.

وبدلاً من ذلك، قد يكون لكل ثقب أسود قرص صغير من الغاز حوله، وقد تقوم هذه الأقراص بسحب المواد من قرص أوسع يحيط بالمنطقة الفارغة التي حفرتها الثقوب. قال تايلور: “يتم تغذية الأقراص المحيطة بها من القرص الأوسع”، وهذا يعني بدوره أن طاقتها المدارية يمكن أن تتسرب إلى القرص الأوسع. وقال ناتاراجان: “يبدو أنه حل فعال للغاية”. “هناك الكثير من الغاز المتاح.”

في يناير/كانون الثاني، بحثت بليتشا وزملاؤها في فكرة أن وجود ثقب أسود ثالث في النظام يمكن أن يوفر حلاً. وفي بعض الحالات التي يتوقف فيها ثقبان أسودان، يمكن أن تبدأ مجرة ​​أخرى في الاندماج مع المجرتين الأولين، جالبة معها ثقبًا أسود إضافيًا. قال بليتشا: “يمكنك الحصول على تفاعل قوي بين ثلاثة أجسام”. “يمكن أن يستهلك الطاقة ويقلل بشكل كبير الجدول الزمني للاندماج.” في بعض السيناريوهات، يتم إخراج أخف الثقوب الثلاثة، ولكن في حالات أخرى يتم دمج الثلاثة جميعًا.

اختبارات في الأفق

المهمة الآن هي تحديد الحل الصحيح، أو ما إذا كانت هناك عمليات متعددة قيد التنفيذ.

يأمل ألونسو ألفاريز في اختبار فكرته من خلال البحث عن إشارة للمادة المظلمة ذاتية التفاعل في بيانات مجموعة توقيت النجم النابض القادمة. بمجرد أن تقترب الثقوب السوداء من الفرسخ الفلكي النهائي، فإنها تتخلص من الزخم الزاوي في المقام الأول عن طريق إصدار موجات الجاذبية. ولكن إذا كانت المادة المظلمة التي تتفاعل ذاتيًا هي المعنية، فيجب أن نرى أنها تستنزف بعض الطاقة على مسافات حول حد الفرسخ الفلكي. وقال ألونسو ألفاريز إن هذا بدوره سيؤدي إلى موجات جاذبية أقل نشاطا.

وقال هاي بو يو، عالم فيزياء الجسيمات في جامعة كاليفورنيا، وهو من أنصار المادة المظلمة ذاتية التفاعل، إن الفكرة معقولة. وقال: “إنها وسيلة للبحث عن السمات المجهرية للمادة المظلمة من فيزياء موجات الجاذبية”. “أعتقد أن هذا أمر رائع.”

قد تعطينا المركبة الفضائية لهوائي التداخل الليزري الفضائي (LISA) التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، وهو مرصد لموجات الجاذبية من المقرر إطلاقه في عام 2035، المزيد من الإجابات. سوف تلتقط LISA موجات الجاذبية القوية المنبعثة من اندماج الثقوب السوداء الهائلة في أيامها الأخيرة. وقال باكوتشي: “مع LISA، سنرى في الواقع اندماج الثقوب السوداء الهائلة”. يمكن أن تكشف طبيعة تلك الإشارة عن “سمات معينة تظهر عملية التباطؤ”، مما يحل مشكلة الفرسخ الفلكي النهائي.

القصة الأصلية أعيد طبعها بإذن من مجلة كوانتا، منشور تحريري مستقل لـ مؤسسة سيمونز وتتمثل مهمتها في تعزيز الفهم العام للعلم من خلال تغطية التطورات والاتجاهات البحثية في الرياضيات والعلوم الفيزيائية والحياة.