لا يمتلك العلماء فهماً كافياً حول كيفية تشكل الثقوب السوداء فائقة الكتلة بسرعة كبيرة في الكون، لذا يقترح فريق من الفيزيائيين فكرة جديدة. فبدلاً من تشكل الثقوب السوداء من خلال المسار المعتاد لموت النجوم الهائلة، انهارت هالات المادة المظلمة العملاقة بشكل مباشر مشكلةً بذور أول ثقوب سوداء فائقة الكتلة.
من موت النجم إلى ولادة الثقب الأسود.
ظهرت الثقوب السوداء فائقة الكتلة (SMBHs) Supermassive Black Holes في وقت مبكر من تاريخ الكون. بعد بضع مئات من ملايين السنين من حدوث الانفجار العظيم. يمثل هذا الظهور السريع للثقوب السوداء تحدياً كبيراً للنماذج التقليدية لولادة وتشكل الثقوب السوداء فائقة الكتلة SMBH. لأنه لا يبدو أنه يوجد هنالك هناك وقت كافٍ لها لتنمو بشكل هائل بهذه السرعة.
لا يزال علماء الفيزياء في حيرة من أمرهم بسبب تشكل الثقوب السوداء فائقة الكتلة SMBHs في الكون بعمره المبكر. والتي تقع في المناطق المركزية من هالات المادة المظلمة، بشكل كبير جدًا في وقت قصير. عندما يتعلق الأمر بالثقوب السوداء، يوجد لدى الفيزيائيين توقعات عامة حول كتلة الثقب الأسود حديث التشكل ومعدل نموه. ويشير وجود الثقوب السوداء فائقة الكتلة SMBHs إلى أن هذه التوقعات العامة قد تم انتهاكها. مما يتطلب البحث عن معرفة جديدة.
لذا بدلاً من نشأة الثقوب السوداء من موت النجوم الضخمة ثم حملها على جذب وتكديس كمية كافية المواد لتصل إلى حالة الكتلة الفائقة SMBH ، ربما تشكلت بفعل شيء آخر وهو هالات المادة المظلمة.
إقرأ أيضاً… نظرية الكون الداخلي لتفسير الطاقة المظلمة. هل تحل مشاكل نظرية الإنفجار العظيم؟
هل تشكل الثقب الأسود من المادة المظلمة؟
يوجد بالفعل الكثير من المادة المظلمة في الكون المبكر. وهي تمثل أكثر من 80٪ من المادة الموجودة في الكون، كما أن المجرات الأولى نمت داخل كتل أو هالات من المادة المظلمة ذات حجم أكبر بكثير. ولكن لكي تنهار المادة المظلمة بدرجة كافية لتشكيل ثقوب سوداء، يجب أن تتفاعل مع نفسها. وبهذه الطريقة يمكنها أن تفقد جميع الطاقة الحركية التي اكتسبتها مع انهيارها، مما يسمح لها بالوصول إلى كثافة عالية جداً بما يكفي لتحفيز تكوين الثقب الأسود.
نظرًا لأن الثقب الأسود سيولد من مادة أكثر بكثير من مادة النجم، فسيكون بالفعل في طريقه إلى أن يصبح ثقباً أسود فائق الكتلة. ما يميز هذه النظرية هو أن كتلة الثقب الأسود حديث الولادة يمكن أن تكون عالية بشكل كبير منذ أن تم إنتاجها بانهيار هالة من المادة المظلمة. لذا يمكن له أن ينمو إلى ثقب أسود فائق الكتلة خلال فترة زمنية قصيرة نسبياً.
في هذه النظرية، لا تقوم هالات المادة المظلمة بكل العمل. حيث تساعد الباريونات – المادة العادية – في هذه العملية أيضاً:
- في البداية، يساعد وجود الباريونات مثل الغاز والنجوم، على تسريع بداية الانهيار الحراري لجاذبية الهالة لتكوين ثقب أسود حديث الولادة في وقت قصير.
- ثانيًا، يمكن للتفاعلات الذاتية العمل على تحفيز اللزوجة التي تبدد الزخم الزاوي المتبقي من الهالة المركزية.
- ثالثًا ، يتم تطوير طريقة لفحص حالة إثارة عدم الاستقرار النسبي العام للهالة المنهارة. مما يضمن تكوين ثقب أسود الثقوب السوداء حديثة الولادة.
في العديد من المجرات، تهيمن النجوم والغازات على مناطقها المركزية. لذا من الطبيعي أن نتساءل عن كيفية تأثير وجود هذه المادة الباريونية على عملية الانهيار. ويظهر لنا أنها ستسرع بداية الانهيار. هذه الميزة هي بالضبط ما نحتاجه لشرح أصل الثقوب السوداء الهائلة في الكون المبكر. تؤدي التفاعلات الذاتية أيضاً إلى اللزوجة التي يمكن أن تبدد الزخم الزاوي للهالة المركزية وتساعد بشكل أكبر في عملية الانهيار.
المصادر:
