وفقًا لنظرية مشهورة لستيفن هوكينج ، تتبخر الثقوب السوداء بمرور الوقت ، وتفقد الكتلة تدريجيًا على شكل نوع غريب من الإشعاع حيث يتسبب أفق الحدث في إحداث فوضى في الحقول الكمومية المحيطة.
لكن اتضح أن المنحدر الدرامي لأفق الحدث قد لا يكون بهذه الأهمية لهذه العملية بعد كل شيء. وفقًا لبحث جديد أجراه علماء الفيزياء الفلكية مايكل ووندراك ووالتر فان سويليكوم وهاينو فالك من جامعة رادبود في هولندا ، فإن الانحدار الحاد بدرجة كافية في انحناء الزمكان يمكن أن يفعل الشيء نفسه.
هذا يعني أن إشعاع هوكينغ ، أو شيء مشابه جدًا له ، قد لا يقتصر على الثقوب السوداء. يمكن أن يكون في كل مكان ، مما يعني أن الكون يتبخر ببطء شديد أمام أعيننا.
“نظهر ذلك ،” يقول Wondrak، “بالإضافة إلى إشعاع هوكينغ المعروف ، هناك أيضًا شكل جديد من الإشعاع”.
إشعاع هوكينغ شيء لم نتمكن من ملاحظته أبدًا ، لكن النظرية والتجارب تشير إلى أنه معقول.
إليك شرح مبسط للغاية لكيفية عمله. إذا كنت تعرف أي شيء عن الثقوب السوداء ، فمن المحتمل أنها حشرات كونية ، تلتهم بقوة الجاذبية كل شيء في جوارها ، بنهاية لا هوادة فيها ، أليس كذلك؟
حسنًا ، هذا هو الحال إلى حد ما ، لكن الثقوب السوداء ليس لديها جاذبية أكبر من أي جسم آخر ذي كتلة مكافئة. ما لديهم هو الكثافة: الكثير من الكتلة معبأة في مساحة صغيرة جدًا جدًا. ضمن مسافة معينة من هذا الجسم الكثيف ، تصبح قوة الجاذبية قوية لدرجة أن سرعة الهروب – السرعة اللازمة للهروب – مستحيلة. ولا تكفي حتى سرعة الضوء في الفراغ ، وهو أسرع شيء في الكون. يُعرف هذا القرب بأفق الحدث.
أظهر هوكينج رياضيا أن آفاق الحدث يمكن أن تتداخل مع مزيج معقد من تقلبات تموج من خلال فوضى الحقول الكمومية. الموجات التي تلغي عادة لم تعد تفعل ذلك ، مما يؤدي إلى اختلال في الاحتمالات التي تنتج جسيمات جديدة.
الطاقة داخل هذه الجسيمات المولدة تلقائيًا مرتبطة مباشرة بالثقب الأسود. سوف ترى الثقوب السوداء الصغيرة جسيمات عالية الطاقة تتشكل بالقرب من أفق الحدث ، والتي ستحمل كميات كبيرة من طاقة الثقب الأسود بسرعة وتتسبب في اختفاء الجسم الكثيف بسرعة.
تتوهج الثقوب السوداء الكبيرة بضوء بارد بطرق يصعب اكتشافها ، مما يتسبب في فقدان الثقب الأسود تدريجيًا لطاقته ككتلة على مدى فترة زمنية أطول.
أ ظاهرة مشابهة جدًا تحدث افتراضيًا في المجالات الكهربائية. يُعرف باسم تأثير شوينغر ، يمكن للتقلبات القوية بدرجة كافية في مجال كمومي كهربائي أن تعطل توازن جسيمات الإلكترون والبوزيترون الافتراضية ، مما يتسبب في ظهور بعضها. على عكس إشعاع هوكينغ ، لن يحتاج تأثير شوينغر إلى أفق – فقط مجال قوي مذهل.
يتساءل وندراك وزملاؤه عما إذا كانت هناك طريقة تظهر بها الجسيمات في الزمكان المنحني والتي كانت مماثلة لتأثير شوينجر ، أعاد وندراك وزملاؤه إنتاج نفس التأثير رياضيًا تحت مجموعة من ظروف الجاذبية.
“نظهر أنه بعيدًا عن الثقب الأسود ، يلعب انحناء الزمكان دورًا كبيرًا في إحداث الإشعاع” يشرح فان Suijlekom. “الجسيمات مفصولة بالفعل هناك عن طريق قوى المد لحقل الجاذبية.”
يمكن أن ينتج عن أي شيء ضخم أو كثيف بشكل مناسب انحناء كبير للزمكان. في الأساس ، يتسبب مجال الجاذبية لهذه الأجسام في انحراف الزمكان حولها. الثقوب السوداء هي المثال الأكثر تطرفًا ، لكن الزمكان ينحني أيضًا حول النجوم الميتة الكثيفة الأخرى مثل النجوم النيوترونية والأقزام البيضاء ، وكذلك الأجسام الضخمة للغاية مثل عناقيد المجرات.
وجد الباحثون أنه في هذه السيناريوهات ، لا يزال بإمكان الجاذبية التأثير على التقلبات في المجالات الكمية بما يكفي لإحداث جسيمات جديدة مشابهة جدًا لإشعاع هوكينغ ، دون الحاجة إلى محفز أفق الحدث.
“هذا يعني أن الأجسام التي ليس لها أفق حدث ، مثل بقايا النجوم الميتة والأجسام الكبيرة الأخرى في الكون ، لديها أيضًا هذا النوع من الإشعاع ،” يقول فالك.
“وبعد فترة طويلة جدًا ، سيؤدي ذلك إلى تبخر كل شيء في الكون في النهاية ، تمامًا مثل الثقوب السوداء. وهذا لا يغير فهمنا لإشعاع هوكينغ فحسب ، بل يغير أيضًا نظرتنا إلى الكون ومستقبله.”
ومع ذلك ، لا داعي للقلق بشأن المستقبل القريب. سيستغرق الأمر ثقبًا أسودًا تساوي كتلة الشمس (يبلغ قطر أفق الحدث 6 كيلومترات فقط أو 3.7 ميل ، بالمناسبة) 1064 سنين لتتبخر.
لدينا وقت للقتل قبل أن نختفي جميعًا في نفخة من الضوء البارد.
تم نشر البحث في رسائل المراجعة البدنية، ومتاح في arXiv.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”