ثقوب سوداء صغيرة للغاية يمكن أن تفرغ كواكب كاملة قد تكون تتنقل عبر الأجسام على الأرض، وفقًا لدراسة نظرية جديدة مثيرة. تشير الأبحاث الجديدة إلى أن هذه الصواريخ الزمنية الفضائية الافتراضية قد تترك آثارًا مجهرية لمرورها في الأجسام اليومية وحتى في أجسامنا.

تشكلت في توهج النار بعد الانفجار الكبير، تعتبر الثقوب السوداء البدائية (PBHs) واحدة من المرشحين لـ المادة المظلمة — المادة الغامضة وغير المرئية التي تشكل 85% من مادة الكون.

ومع ذلك، فإن الصغر الشديد لهذه الثقوب السوداء الافتراضية يعني أنه، حتى الآن، لم يتم العثور على أي دليل لها. الآن، اقترحت مجموعة من الفيزيائيين، في عدد ديسمبر من مجلة فيزياء الكون المظلم، مكانًا جديدًا للبحث عن الأدلة – في كل مكان.

“فرص العثور على هذه التوقيعات صغيرة، لكن البحث عنها لن يتطلب الكثير من الموارد، والعائد المحتمل، وهو أول دليل على وجود ثقب أسود بدائي، سيكون هائلًا”، قال المؤلف المشارك، ديان ستويكوفيتش، أستاذ الفيزياء في جامعة بافالو، في بيان. “علينا أن نفكر خارج الصندوق لأن ما تم القيام به للعثور على الثقوب السوداء البدائية سابقًا لم ينجح.”

تتشكل الثقوب السوداء كما نعرفها من انهيار الجاذبية للنجوم المحتضرة أو سحب الغاز. على مدار حياتها، يمكن أن تلتهم المادة وتندمج مع ثقوب سوداء أخرى لتتضخم إلى مقاييس عملاقة، فائقة الكتلة.

ذات صلة: قد يكون العلماء قد حلوا أخيرًا مشكلة الثقوب السوداء ‘المفقودة’ في الكون

لكن الثقوب السوداء البدائية هي كائنات مختلفة تمامًا. تشكلت من جيوب كثيفة من المادة دون الذرية في الثواني القليلة الأولى من عمر الكون، الكيانات الافتراضية تزن مثل الجبال لكنها بالكاد أكبر من ذرة الهيدروجين. هذا يجعل إثبات (أو نفي) وجودها مهمة صعبة للغاية.

لمساعدة في البحث عن هذه الكيانات المتطرفة، قام الفيزيائيون وراء الدراسة الجديدة بإجراء عدد من الحسابات لتحديد ما يجب على علماء الفلك البحث عنه عندما يبحثون عن هذه الأجسام. إحدى الأفكار التي يقترحونها هي البحث عن الكواكب والكويكبات التي أسرت الثقوب السوداء الصغيرة وأصبحت مجوفة بفعلها.

“إذا كان للجسم نواة مركزية سائلة، فإن ثقبًا أسود صغيرًا يمكنه امتصاص النواة السائلة، التي تكون كثافتها أعلى من كثافة الطبقة الصلبة الخارجية”، كما يقول ستوجكوفيتش. بعد امتصاص ما بداخل كوكب صغير، يمكن أن تهرب الثقوب السوداء الصغيرة من القشرة الكوكبية بعد أن تؤثر عليها صخرة فضائية أخرى وتحررها.

ثم، إذا كانت الصخرة المجوفة صغيرة نسبيًا – تقريبًا بعُشر حجم الأرض – يمكن أن تبقى كقشرة ليتمكن علماء الفلك من رصدها.

“إذا كانت أكبر من ذلك، فسوف تنهار”، قال ستوجكوفيتش.

لكننا قد لا نحتاج حتى إلى النظر إلى السماء للعثور على أدلة على الوحوش الصغيرة. فقد حسب الباحثون أيضًا ما سيحدث إذا مرت ثقب أسود بدائي يسير بسرعات عالية عبر جسم هنا على الأرض. ووجدوا أن ثقب أسود بدائي بكتلة 1.12 طن (1,019 كيلوغرام) سيحدث نفقًا أصغر بمقدار 700 مرة من عرض شعرة إنسان إذا تعرض جسم غير محظوظ في طريقه.

لحسن الحظ، من غير المحتمل أن يتسبب ذلك في أي ضرر ملحوظ للأنسجة البشرية، كما أشار الباحثون.

“إذا كانت المقذوفة تتحرك عبر وسط أسرع من سرعة الصوت، فإن الهيكل الجزيئي للوسط لا يملك الوقت للاستجابة،” يقول ستويكوف. “إذا رميت صخرة عبر نافذة، فمن المحتمل أن تتحطم. إذا أطلقت النار على نافذة، فمن المحتمل أن تترك فقط ثقبًا.”

احتمالات حدوث ذلك لأي شخص أو شيء هي أيضًا ضئيلة للغاية – حيث تُظهر حسابات الباحثين أن احتمال مرور ثقب أسود بدائي عبر صخرة عمرها مليار عام هو 0.0001%. هذا يعني أنه، إذا كنا سنبحث عن أدلة على الثقوب السوداء البدائية، يجب أن ننظر في المواد والمباني التي هي بالفعل قديمة جدًا، كما أشار العلماء.

يمكن بسهولة تجاهل مثل هذه الجهود للعثور على أشياء لم يتم إثبات وجودها بعد، لكن الباحثين يقولون إن التفكير غير التقليدي قد يكون ضروريًا في معالجة المشكلات التي تؤرق الفيزياء لعقود – حيث أن طبيعة المادة المظلمة هي واحدة فقط من هذه المشكلات.

“لقد عمل أذكى الأشخاص على كوكب الأرض على هذه المشكلات لمدة 80 عامًا ولم يحلوها بعد”، قال ستويكوفيتش. “نحن لا نحتاج إلى توسيع بسيط للنماذج الحالية. نحن على الأرجح بحاجة إلى إطار عمل جديد تمامًا.”

المصدر: المصدر