قد تكون الأدلة على وجود ثقب أسود يزور الأرض مختبئة في منزلك

انفجار!

ويعتقد علماء الفلك أنه في الثانية الأولى بعد تشكل الكون، تشكلت الثقوب السوداء الأولى أيضًا. هذه الأجسام الصغيرة بالرغم من أنها شديدة الكثافة – مثل جسيم بحجم ذرة يتحكم في كتلة جبل – يُطلق عليها اسم “الثقوب السوداء البدائية”. ولكن هناك مشكلة: لا يوجد حتى الآن أي دليل على وجودها على الإطلاق.

الآن، اقترح العلماء فكرة جديدة: ربما يكون الدليل أمامنا، هنا على الأرض.

وفي بحث جديد نشر في المجلة فيزياء الكون المظلموخلص الباحثون إلى أن الأجسام القديمة ربما تركت دليلا يمكن ملاحظته على شكل أنفاق مجهرية، أو حتى في أجسام مجوفة خارج كوكبنا مثل الكويكبات. على الرغم من أن فرصة العثور على أنفاق صغيرة على الأرض ضئيلة على الأرجح، إلا أنها قد تكون موجودة في أماكن حولنا، مثل الصخور والزجاج والمعادن في المباني – وخاصة المباني القديمة.

قال ديان ستويكوفيتش، أستاذ الفيزياء بجامعة بوفالو والذي شارك في تأليف البحث، لموقع Mashable: “إن أصعب شيء يمكن رؤيته هو ما يقف أمام أنفك مباشرة”.

الثقوب السوداء كثيفة بشكل لا يمكن تصوره. إذا تم سحق الأرض (افتراضيًا) إلى ثقب أسود، فسيكون عرضها أقل من بوصة واحدة. اليوم، تتشكل العديد من الثقوب السوداء بعد انهيار الأجسام الضخمة مثل النجوم، ولا سيما بعد انفجارات المستعرات الأعظم العنيفة. الأشياء في حد ذاتها ليست نادرة: فمن المحتمل أن يكون هناك 100 مليون ثقب أسود مارق يتجول في مجرتنا درب التبانة وحدها.

لكن البحث عن الثقوب السوداء الأولى في الفضاء لم يكن مثمرا. في حين أن علماء الفلك يمكنهم اكتشاف الثقوب السوداء الكبيرة باستخدام التلسكوبات – لأن هذه الأجسام تتراكم حولها كميات كبيرة من المادة التي تدور بسرعة والتي تشع خيرات من الطاقة – فإن الثقوب السوداء البدائية أصغر من أن تتراكم مثل هذه المادة. علاوة على ذلك، يُعتقد أن الثقوب السوداء تبعث نوعًا من الطاقة يسمى إشعاع هوكينج، والذي يجب أن يكون شديدًا بشكل خاص في الثقوب السوداء الصغيرة، لكن لم يتم اكتشاف ذلك أيضًا. ومع ذلك، يرى الفيزيائيون أنهم يجب أن يكونوا هناك.

وقال ستويكوفيتش: “لا يوجد حتى الآن دليل رصد مباشر على الثقوب السوداء الصغيرة، ولكن وفقا لنظرياتنا حول الكون المبكر، ينبغي إنتاجها بشكل عام دون اللجوء إلى أي فيزياء غريبة”.

“أصعب شيء أن تراه هو ما يقف أمام أنفك مباشرة.”

لذلك اقترح ستويكوفيتش فكرة فريدة من نوعها تتمثل في استخدام المجاهر للبحث عن أنفاق صغيرة على الأرض، أنشأتها ثقوب سوداء بدائية صغيرة، رغم أنها قوية. (سوف يتركون ثقوبًا مثل رصاصة مسرعة تنتقل عبر جدار من الزجاج). إن البحث في المواد القديمة يوفر أفضل الاحتمالات، وذلك ببساطة لأن مثل هذه الأشياء كانت موجودة منذ زمن طويل وكان لديها فرصة أكبر للتأثير على الثقب الأسود. كما أن البحث عن الأنفاق أقل تكلفة بكثير من بناء كاشف جديد وحساس للغاية، خاصة في المجال العلمي الذي يكون فيه التمويل محدودًا وتنافسيًا للغاية، حتى بالنسبة لوكالة ناسا.

زقاق في فيتزروفيا، لندن.
الائتمان: ألكسندر سباتاري / غيتي إيماجز

“إن فحص المواد القديمة للأنفاق المجهرية يجب أن يكون جزءًا صغيرًا فقط من تكلفة بناء كاشف فيزيائي فلكي مخصص [which usually costs millions and even billions of dollars]وأوضح ستويكوفيتش: “أي مكان على الأرض من المرجح أن يتعرض لثقب أسود صغير.”

وأشار إلى أن فرص العثور على نفق “ضئيلة للغاية”، ولكن هذا هو واقع البحث عن الأدلة التي خلفتها هذه الجسيمات القديمة والمراوغة والصغيرة الحجم. وأشار ستويكوفيتش إلى أن الفيزيائيين يبحثون أيضًا عن “أحادي القطب المغناطيسي” النادر للغاية – وهو جسيم مفترض آخر – باستخدام أجهزة كشف باهظة الثمن. بالتأكيد، ثبت أنه من الصعب العثور على أحادي القطب المغناطيسي، لكن المردود العلمي سيكون ضخمًا.

على الرغم من أنه سيكون من المثير اكتشاف نفق صغير للثقب الأسود على كوكبنا، إلا أن الباحثين يقترحون أيضًا البحث في مكان آخر في نظامنا الشمسي. وبشكل أكثر تحديدًا، عند الأجسام الصغيرة نسبيًا مثل القمر أو الكويكب ذو النواة السائلة (قمر المشتري جانيميد، على سبيل المثال، لديه قلب سائل). يمكن لثقب أسود بدائي مسرع عبر الفضاء أن يصطدم بمثل هذا الجسم، ويستخدم قوة جاذبيته القوية لامتصاص النواة، وفي النهاية، بعد الهروب، يترك مجرد قشرة مجوفة.

عمر الثقوب السوداء البدائية ذات الأحجام المختلفة. قالت ناسا إن ثقبًا أسود بدائيًا بحجم جبل إيفرست سيعيش مليار مرة عمر الكون الحالي. (يبلغ عمر الكون حوالي 13.8 مليار سنة).
الائتمان: ناسا

حسب الباحثون، فإن مثل هذا الجسم المجوف لا يمكن أن يكون أكبر من حوالي عُشر نصف قطر الأرض (أي حوالي 400 ميل) وإلا فإنه سينهار. والأهم من ذلك، أن التلسكوبات يمكنها الكشف عن حركة الجسم وكتلته. وقال ستويكوفيتش بشكل منفصل في بيان للجامعة: “إذا كانت كثافة الجسم منخفضة جدًا بالنسبة لحجمه، فهذا مؤشر جيد على أنه مجوف”.

هذه بالفعل أفكار جديدة. لكن البحث الفاشل عن الثقوب السوداء البدائية قد يتطلب تفكيرًا غريبًا. سألت ستويكوفيتش إذا كان أي شخص قد حاول من قبل البحث عن هذه الأنفاق الصغيرة على الأرض.

وقال “ليس هذا ما نعرفه”. “ربما لم يفكر أحد في الأمر بعد.”