زمان ومكان الثقوب السوداء!! معادلات رياضية جديدة توضح ألغاز الثقوب السوداء الضخمة

كشف علماء الفلك عن مجموعة من المعادلات التي تصف بدقة انعكاسات الكون المذهلة والتي تظهر في الضوء المنحرف حول الثقب الأسود، وهذا الاكتشاف الرياضي الذي حققه الطالب ألبرت سنيين في معهد نيلز بور في الدنمارك، يكشف عن تفاصيل التجاذب الكوني حول الثقوب السوداء، ويقدم أداة قوية لاستكشاف ألغاز الجاذبية المحيطة بالثقوب السوداء.

تكشف المعادلات عن قرب كل انعكاس، والذي يعتمد على زاوية المراقبة بالنسبة للثقب الأسود وسرعة دورانه، ويمكن لذلك إضافة بعد جمالي لفهمنا للظواهر الكونية، وتقديم وسيلة محتملة لاستكشاف البيئة الجاذبة حول الثقب الأسود، وتُعد الثقوب السوداء المشهورة بجاذبيتها الفائقة سبب لحدوث حدث الزمن إذ تتسارع الجسيمات بطريقة لا يمكن تجاوزها.

البيئة مشوهة على الحافة الخارجية لحدث الثقب الأسود، وأي فوتون يدخل هذا الفضاء سوف يتبع هذا التشويه، وهذا يعني أن مسار الضوء يبدو منحنيًا من وجهة نظرنا، أما على الحافة الداخلية وعلى بعد صغير من حدث الثقب يمكننا رؤية ما يُسمى بحلقة الفوتون، إذ تزداد سرعة الفوتون حول الثقب قبل أن يسقط أو يهرب إلى الفضاء.

هذا يعني أن الضوء القادم من خلف الثقب يمكن أن يكون مكبرًا ومشوهًا ومنعكسًا عدة مرات، وهذا ما يُعرف باسم العدسة الجاذبة، وأدرك العلماء أنه كلما نظرت أقرب نحو الثقب الأسود زادت الانعكاسات التي تظهر لك من الأشياء البعيدة، وللانتقال من صورة لأخرى عليك النظر بحوالي 500 مرة أقرب إلى الحافة البصرية للثقب الأسود، أو الدالة الأسية، ولكن كان من الصعب وصف هذا رياضيًا.

طريقة ألبرت هي إعادة صياغة مسار الضوء وقياس استقراره الخطي باستخدام معادلات تفاضلية من الدرجة الثانية، واكتشف أن الحل الرياضي لا يصف فقط لماذا تتكرر الصور عند مسافات e2π، بل يمكن تطبيقه على ثقب أسود دوار، وأن هذه المسافة المتكررة تعتمد على الدوران.

اتضح أنه عندما تدور بسرعة كبيرة لم تعد بحاجة إلى الاقتراب من الثقب الأسود بمعامل 500، ولكن بنسبة أقل بكثير، وعمليًا سيكون من الصعب رؤية ذلك، ولكن نظريًا يجب أن توجد حلقات لا نهائية من الضوء حول الثقب الأسود، نظرًا لأننا صورنا ظل ثقب أسود فائق الكتلة مرة واحدة، فإننا نأمل أن نكون قادرين على الحصول على صور أفضل.

يوفر الحل الرياضي الجديد نظرة فريدة على الانعكاسات حول الثقب الأسود، ويفتح الأبواب لفهم أعمق للجاذبية والبيئات الكونية، وهذا يتيح العديد من الفرص الهائلة لتطوير المعرفة حول زمان ومكان الثقوب السوداء والكائنات التي تقع خلفها.