رصد غير مسبوق.. سماع “الموسيقى الخلفية للكون”

لاحظ العلماء لأول مرة التموجات الخافتة الناجمة عن حركة الثقوب السوداء التي تمتد بلطف وتضغط على كل شيء في الكون.

وذكر علماء في نانوكراف، التعاون البحثي الذي نشر نتائج ملاحظات علمية أدت لهذا الاكتشاف، الأربعاء، أنهم كانوا قادرين على “سماع” ما يسمى بموجات الجاذبية منخفضة التردد، وهي تغيرات في نسيج الكون تنشأ بواسطة أجسام ضخمة تتحرك وتصطدم في الفضاء.
وقالت مورا ماكلولين، المديرة المشاركة في نانوكراف: “إنها حقا المرة الأولى التي يكون لدينا فيها دليل على هذه الحركة واسعة النطاق لكل شيء في الكون”.
وتنبأ العالم الألماني الشهير، ألبيرت أينشتاين، بأنه عندما تتحرك الأجسام الثقيلة عبر “الزمكان”، أي النسيج الكوني، فإنها تخلق تموجات تنتشر عبر هذا النسيج.
ويشبه العلماء أحيانا هذه التموجات بـ “الموسيقى الخلفية للكون”.
وفي عام 2015، استخدم العلماء تجربة تسمى “LIGO” لكشف موجات الجاذبية لأول مرة وأظهروا أن أينشتاين كان على حق.
ولكن حتى الآن، لم تتمكن هذه الطريقة إلا من التقاط الموجات بترددات عالية، كما أوضحت كيارا مينغاريلي عضو نانوكراف وعالمة الفيزياء الفلكية في جامعة ييل.
وقالت مينغاريلي إن هذه “الزقزقة” السريعة تأتي من لحظات محددة عندما تصطدم الثقوب السوداء الصغيرة نسبيا والنجوم الميتة ببعضها البعض.
في أحدث الأبحاث، كان العلماء يبحثون عن موجات بترددات أقل بكثير.
ويمكن أن تستغرق هذه التموجات البطيئة سنوات أو حتى عقودا لتدور صعودا وهبوطا، وربما تأتي من بعض أكبر الأجسام في كوننا، الثقوب السوداء الهائلة الأكبر بمليارات المرات من كتلة شمسنا.
وتتصادم المجرات في جميع أنحاء الكون باستمرار وتندمج معا، ومع حدوث ذلك، يعتقد العلماء أن الثقوب السوداء الهائلة في مراكز هذه المجرات تتجمع أيضا وتنغمس في “رقصة” قبل أن تنهار في النهاية على بعضها البعض، كما أوضح زابولكس ماركا، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة كولومبيا الذي لم يشارك في البحث.
وقال ماركا “ثنائيات الثقوب السوداء الهائلة، التي تدور ببطء وهدوء حول بعضها البعض، هي فحوى ونغم الأوبرا الكونية”.
ولا تتواجد أدوات على الأرض يمكنها التقاط التموجات من هذه العمالقة. لذلك “كان علينا بناء كاشف بحجم المجرة تقريبا” ، كما قال الباحث في نانوكراف، مايكل لام، لأسوشيتد برس.
وتضمنت النتائج، التي صدرت هذا الأسبوع، 15 عاما من البيانات من نانوكراف، التي تستخدم التلسكوبات في جميع أنحاء أميركا الشمالية للبحث عن الأمواج.
كما نشرت فرق أخرى من صائدي موجات الجاذبية في جميع أنحاء العالم دراسات، بما في ذلك في أوروبا والهند والصين وأستراليا.
وجه العلماء التلسكوبات إلى النجوم الميتة التي تسمى النجوم النابضة، والتي ترسل ومضات من موجات الراديو أثناء دورانها في الفضاء مثل المنارات.
وهذه الانفجارات منتظمة لدرجة أن العلماء يعرفون بالضبط متى من المفترض أن تصل الموجات الراديوية إلى كوكبنا.
“مثل ساعة منتظمة تماما تدق بعيدا في الفضاء”، كما قالت عضو نانوكراف، سارة فيجلاند، عالمة الفيزياء الفلكية في جامعة ويسكونسن ميلووكي.
ولكن بما أن موجات الجاذبية تشوه نسيج “الزمكان”، فإنها في الواقع تغير المسافة بين الأرض وهذه النجوم النابضة ، مما يؤدي إلى التخلص من هذا النبض الثابت.
ومن خلال تحليل التغيرات الطفيفة عبر النجوم النابضة المختلفة، مع بعض النبضات التي تأتي في وقت مبكر قليلا والبعض الآخر يأتي متأخرا، يمكن للعلماء معرفة أن موجات الجاذبية كانت تمر.
وراقب فريق نانوكراف 68 نجما نابضا عبر السماء باستخدام تلسكوب “Green Bank” في ولاية ويست فرجينيا، وتلسكوب “Arecibo” في بورتوريكو والمصفوفة الكبيرة جدا من التلسكوبات في نيو مكسيكو.
ووجدت فرق أخرى أدلة مماثلة من عشرات النجوم النابضة الأخرى، التي رصدتها التلسكوبات في جميع أنحاء العالم.
حتى الآن، لم تتمكن هذه الطريقة من تتبع مصدر هذه الموجات منخفضة التردد بالضبط، كما قال مارك كاميونكوفسكي، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة جونز هوبكنز، الذي لم يشارك في البحث.
بدلا من ذلك، فإنه يكشف عن الهمهمة المستمرة التي تحيط بنا في كل مكان، كما هو الحال عندما تقف في منتصف حفلة، “ستسمع كل هؤلاء الأشخاص يتحدثون، لكنك لن تسمع أي شيء على وجه الخصوص”، قال كاميونكوفسكي.
وقالت مينغاريلي إن الضوضاء الخلفية التي وجدوها “أعلى” مما توقعه بعض العلماء، وقد يعني هذا أن هناك اندماجات للثقوب السوداء أكثر أو أكبر مما كنا نعتقد، أو يشير إلى مصادر أخرى لموجات الجاذبية التي يمكن أن تتحدى فهمنا للكون.
ويأمل الباحثون أن الاستمرار في دراسة هذا النوع من موجات الجاذبية يمكن أن يساعدنا في معرفة المزيد عن أكبر الأجسام في كوننا.
وقال ماركا إنه يمكن أن يفتح أبوابا جديدة أمام “علم الآثار الكوني” الذي يمكنه تتبع تاريخ الثقوب السوداء والمجرات التي تندمج في كل مكان حولنا.