كتب – رامز يوسف:
أنتج باحثون “قنبلة ثقب أسود” في المختبر لأول مرة.
في عام ١٩٧٢، وصف الفيزيائيان ويليام بريس وسول تيوكولسكي ظاهرة نظرية تُسمى “قنبلة الثقب الأسود”، حيث تُحيط المرايا الموجات الصادرة عن ثقب أسود دوار، وتعكسها، وتُضخّمها بشكل أُسي.
والآن، في دراسة جديدة، أثبت فيزيائيون من جامعتي ساوثهامبتون وجلاسكو، ومعهد الفوتونيات وتقنيات النانو التابع للمجلس الوطني للبحوث في إيطاليا، تجريبيًا صحة “قنبلة الثقب الأسود” النظرية. سيساعد هذا الإنجاز علماء الفيزياء الفلكية على فهم كيفية دوران الثقوب السوداء بشكل أفضل.
تعود الأفكار التي تقوم عليها هذه الورقة، والورقة البحثية الأصلية الصادرة عام ١٩٧٢، إلى العمل التأسيسي الذي وضعه فيزيائيان آخران. في عام ١٩٦٩، اقترح عالم الفيزياء الرياضية البريطاني الحائز على جائزة نوبل، السير روجر بنروز، طريقةً لاستخلاص الطاقة من ثقب أسود دوار، عُرفت فيما بعد باسم “الإشعاع الفائق للثقب الأسود”.
وفي عام ١٩٧١، سعى الفيزيائي البيلاروسي ياكوف زيلدوفيتش إلى فهم هذه الظاهرة بشكل أفضل. وخلال هذه العملية، أدرك أنه في ظل الظروف المناسبة، يمكن لجسم دوار أن يُضخّم الموجات الكهرومغناطيسية. تُعرف هذه الظاهرة باسم “تأثير زيلدوفيتش”.
في بحثهم الجديد، سخّر العلماء “تأثير زيلدوفيتش” لإجراء تجربتهم. أخذوا أسطوانة من الألومنيوم تدور بمحرك كهربائي، وأحاطوها بثلاث طبقات من الملفات المعدنية. كوّنت الملفات مجالًا مغناطيسيًا وعكسته إلى الأسطوانة، عاملةً بذلك مرآة.
عندما وجّه الفريق مجالًا مغناطيسيًا ضعيفًا نحو الأسطوانة، لاحظوا أن المجال الذي تعكسه الأسطوانة كان أقوى، مما يُظهر “الإشعاع الفائق”.
بعد ذلك، أزالوا المجال المغناطيسي الضعيف الأولي للملفات. ومع ذلك، ولّدت الدائرة موجاتها الخاصة، والتي قامت الأسطوانة الدوارة بتضخيمها، مما أدى إلى تراكم الطاقة في الملفات. بين سرعة دوران الأسطوانة والمجال المغناطيسي المُضخّم، بلغ تأثير زيلدوفيتش ذروته. كما تنبأ زيلدوفيتش بأن الممتص الدوار – مثل الأسطوانة – سيتحول من الامتصاص إلى التضخيم إذا تحرك سطحه أسرع من الموجة الواردة، وهو ما أثبتته التجربة.
قالت ماريا كيارا برايدوتي، الباحثة المشاركة في الدراسة والباحثة الفيزيائية في جامعة جلاسكو: “يُطبّق عملنا هذا التوقع بالكامل في المختبر، مُظهرًا ليس فقط التضخيم، بل أيضًا الانتقال إلى عدم الاستقرار وتوليد الموجات التلقائي”.
وقالت ماريون كرومب، الباحثة المشاركة في الدراسة والباحثة في جامعة ساوثهامبتون: “كنا أحيانًا نضغط على النظام بقوة شديدة لدرجة أن مكونات الدائرة انفجرت. كان ذلك مثيرًا وتحديًا تجريبيًا حقيقيًا!”.
مع أن الفريق لم يُنشئ ثقبًا أسود حقيقيًا، إلا أن هذا النموذج يُظهر الفكرة الجوهرية المتمثلة في أن الإشعاع الفائق الدوراني والتضخيم الأسّي ظاهرتان عالميتان لا تقتصران على الثقوب السوداء فقط. وصرح برايدوتي بأن هذا النموذج سيساعد الفيزيائيين أيضًا على فهم دوران الثقب الأسود، بالإضافة إلى فهم المفاهيم التي تتقاطع عندها الفيزياء الفلكية والديناميكا الحرارية ونظرية الكم.
المصدر: Live Science
اقرأ أيضا:
