تزعم دراسة جديدة أن الثقوب السوداء المصغرة يمكن أن تجوف الكواكب وتتحرك عبر أجسامنا
ضئيلة الثقوب السوداء التي يمكن أن تجوف كواكب بأكملها يمكن أن تحفر أنفاقًا عبر أجسام على الأرض، وفقًا لدراسة نظرية جديدة. يشير البحث الجديد إلى أن هذه الصواريخ الفضائية الافتراضية قد تترك آثارًا مجهرية لمرورها في الأشياء اليومية وحتى أجسادنا.
تشكلت في الشفق الناري الانفجار العظيمالثقوب السوداء البدائية (PBHs) هي واحدة من المرشحين المادة المظلمة — المادة الغامضة وغير المرئية التي تشكل 85% من مادة الكون.
ومع ذلك، فإن الضآلة البالغة لهذه الثقوب السوداء الافتراضية تعني أنه لم يتم العثور على أي دليل عليها حتى الآن. الآن، يقوم فريق من الفيزيائيين بالكتابة في عدد ديسمبر من المجلة فيزياء الكون المظلم، اقترح مكانًا جديدًا للبحث عن الأدلة – في كل مكان.
“إن فرص العثور على هذه التوقيعات ضئيلة، لكن البحث عنها لن يتطلب الكثير من الموارد وستكون المكاسب المحتملة، أول دليل على وجود ثقب أسود بدائي، هائلة” ديان ستويكوفيتش، أستاذ الفيزياء في جامعة بوفالو، قال في بيان. “علينا أن نفكر خارج الصندوق لأن ما تم القيام به للعثور على الثقوب السوداء البدائية في السابق لم ينجح.”
تولد الثقوب السوداء كما نعرفها من انهيار جاذبية النجوم المحتضرة أو سحب الغاز. طوال حياتها، يمكنها التهام المادة والاندماج مع الثقوب السوداء الأخرى لتتضخم إلى مقاييس وحشية فائقة الكتلة.
متعلق ب: ربما يكون العلماء قد نجحوا أخيرًا في حل مشكلة الثقوب السوداء “المفقودة” في الكون
لكن الثقوب السوداء البدائية هي وحوش مختلفة تمامًا. تشكلت الكيانات الافتراضية من جيوب كثيفة من المادة دون الذرية في الأجزاء القليلة الأولى من الثانية من حياة الكون، وهي ثقيلة مثل الجبال ولكنها بالكاد أكبر من ذرة الهيدروجين. وهذا يجعل إثبات (أو دحض) وجودها مهمة صعبة بشكل لا يصدق.
وللمساعدة في البحث عن هذه الكيانات المتطرفة، أجرى الفيزيائيون المسؤولون عن الدراسة الجديدة عددًا من الحسابات لتقييد ما يجب أن يبحث عنه علماء الفلك عند بحثهم عن الأجسام. إحدى الأفكار التي يقترحونها هي البحث عن الكواكب و الكويكبات التي استحوذت على الثقوب السوداء الصغيرة وأصبحت مجوفة بها.
يقول ستويكوفيتش: “إذا كان الجسم يحتوي على نواة مركزية سائلة، فيمكن لـ PBH الملتقط أن يمتص اللب السائل، الذي تكون كثافته أعلى من كثافة الطبقة الصلبة الخارجية”. بعد امتصاص الدواخل الداخلية للكوكب، يمكن للثقوب السوداء الصغيرة بعد ذلك الهروب من قشرة الكوكب بعد اصطدامها بصخرة فضائية أخرى تحررها.
وبعد ذلك، إذا كانت الصخرة المجوفة صغيرة نسبيًا -حوالي عُشر حجم الأرض- فيمكنها البقاء كصدفة ليتمكن علماء الفلك من اكتشافها.
وقال ستويكوفيتش: “إذا كان الأمر أكبر من ذلك فسوف ينهار”.
لكننا قد لا نحتاج حتى إلى النظر في السماء للعثور على أدلة على وجود الوحوش الصغيرة. وقام الباحثون أيضًا بحساب ما يمكن أن يحدث إذا اندفع ثقب أسود بدائي يتحرك بسرعة عالية عبر جسم ما هنا على الأرض. ووجدوا أن جهاز PBH الذي تبلغ كتلته 1.12 طن (1019 كيلوجرامًا) سيحفر نفقًا أصغر بـ 700 مرة من عرض شعرة الإنسان إذا اعترض جسم سيئ الحظ طريقه.
ولحسن الحظ، أشار الباحثون إلى أنه من غير المرجح أن يسبب ذلك أي ضرر ملحوظ للأنسجة البشرية.
يقول ستويكوفيتش: “إذا كانت المقذوفة تتحرك عبر وسط بسرعة أكبر من سرعة الصوت، فلن يكون لدى البنية الجزيئية للوسط الوقت الكافي للاستجابة”. “ارمي حجرًا عبر النافذة، فمن المرجح أن تتحطم. وأطلق النار على النافذة بمسدس، فمن المرجح أن تترك حفرة”.
كما أن احتمالات حدوث ذلك لأي شخص أو أي شيء ضئيلة للغاية – حيث تظهر حسابات الباحثين أن احتمال مرور ثقب أسود بدائي عبر صخرة عمرها مليار عام هو 0.0001%. وأشار العلماء إلى أن هذا يعني أنه إذا أردنا البحث عن أدلة على وجود PBHs، فيجب علينا البحث في المواد والمباني القديمة جدًا بالفعل.
يمكن بسهولة رفض مثل هذه الجهود للعثور على الأشياء التي لم يتم إثبات وجودها، لكن الباحثين يقولون إن التفكير غير التقليدي يمكن أن يكون ضروريًا في معالجة المشكلات التي لم يتم حلها بعد. المشاكل التي ابتليت بها الفيزياء لعقود من الزمن، وكانت طبيعة المادة المظلمة مجرد واحدة منها.
وقال ستويكوفيتش: “إن أذكى الأشخاص على هذا الكوكب يعملون على حل هذه المشكلات منذ 80 عامًا ولم يحلوها بعد”. “نحن لسنا بحاجة إلى تمديد مباشر للنماذج الحالية. ربما نحتاج إلى إطار عمل جديد تمامًا.”
