يجب أن يعطي الثقب الأسود المنبثق من ثقب دودي يمكن اجتيازه إشارة محددة جدًا في موجات الجاذبية
علم فلك الموجات الثقالية لقد غيرت الطريقة التي ننظر بها إلى الكون. في غضون سنوات قليلة فقط ، لاحظنا اصطدام الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية ، مما يؤكد فهمنا النظري لهذه الأجسام الغريبة. ولكن مع نضوج علم فلك الموجات الثقالية ، سيسمح لنا بسبر طبيعة المكان والزمان نفسه. في حين أن هذا اليوم بعيد المنال ، إلا أنه لم يمنع أصحاب النظرية من أن يحلموا باكتشافات جديدة. على سبيل المثال ، كيف يمكن أن يبدو إذا تفاعل ثقب أسود وثقب دودي.
صورة للثقب الأسود الهائل في المجرة M87. الائتمان: تعاون EHT
تحدث الثقوب السوداء عندما تنهار كتلة كبيرة تحت ثقلها. يمكن أن تتكون الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية عندما يصل نجم كبير إلى نهاية عمره ، لكن الثقوب السوداء فائقة الكتلة يمكن أن تتشكل في مراكز المجرات. هذا هو الشكل الأخير الذي درسه علماء الفلك أكثر. بينما نعلم بوجود الثقوب السوداء ، فإن لها بعض الخصائص الغريبة نوعًا ما. انهارت كتلتها إلى درجة كثيفة لدرجة أن قوانين الفيزياء تنهار ، وهي محاطة بأفق حدث يحبس أي شيء يجرؤ على المجازفة بالقرب من ثقب أسود. هذه الشذوذ تتحدى الفهم.
رسم تخطيطي للثقب الدودي. الائتمان: Federico Ciccarese
من ناحية أخرى ، فإن الثقوب الدودية افتراضي تمامًا. من الناحية النظرية ، تشبه الثقوب السوداء ، ولكن بدلاً من ثقب بسيط في الفضاء ، فإن الثقوب الدودية تربط منطقة من الفضاء بأخرى. ربما يمكنهم حتى ربط الأكوان المختلفة. تمت دراستها من قبل علماء الفيزياء النظرية منذ فترة طويلة كطريقة لاختبار حدود النسبية العامة. على سبيل المثال ، أظهر أينشتاين أنه بينما تسمح النسبية العامة بإمكانية وجود ثقوب دودية ، فإنها ستنهار بسرعة كبيرة بحيث لا يمكن عبورها مطلقًا. لقد أظهر كيب ثورن وآخرون أنه إذا كانت الثقوب الدوديةاستطاعيمكن عبورها ، يمكن استخدامها في كل شيء من الرحلات بين النجوم إلى السفر عبر الزمن.
إشارة الموجة الثقالية للثقب الدودي فريدة من نوعها. الائتمان: جيمس ب. دنت وآخرون
ولكن إذا كانت الثقوب الدوديةفعلموجود ، كيف نعرف؟ تظهر ورقة جديدة كيف يمكن التعرف عليها من خلال موجات الجاذبية. في هذا العمل ، بدأ المؤلفون بثقب دودي نظري بين كونين. في حد ذاته ، الثقب الدودي لن يصدر أي موجات ثقالية. ثم قاموا بمحاكاة ثقب أسود ينتقل عبر الثقب الدودي ، ويتصاعد لولبيًا من جانب ، ويتصاعد بعيدًا من الجانب الآخر. ووجدوا أنه عندما يتحول ثقب أسود إلى ثقب دودي ، فإنه يخلق موجات جاذبية تبدو وكأنها ثقبان أسودان يندمجان. ومع ذلك ، عندما يخرج الثقب الأسود على الجانب الآخر ، فإنه يخلق إشارة فريدة من نوعها 'ضد الزقزقة' والتي تختلف بشكل كبير عن إشارة الاندماج. بعبارة أخرى ، إذا خرج الثقب الأسود من ثقب دودي إلى كوننا ، فيمكننا التعرف عليه بسهولة من خلال موجات الجاذبية التي ينبعث منها.
في حين أن هذه دراسة مثيرة للاهتمام ، إلا أنها لا تثبت وجود الثقوب الدودية. لا يزالون مجرد افتراضات. لكن دراسات مثل هذه تُظهر كيف يمكن أن يساعدنا علم فلك الموجات الثقالية في استكشاف الأفكار التي كان من المستحيل إثباتها ذات يوم.
المرجعي:جيمس ب. دنت وآخرون. ' صوت تطهير الحلق: موجات الجاذبية من ثقب أسود يدور في هندسة ثقب دودي . 'طبع arXiv المسبقarXiv: 2007.09135 (2020).