على الرغم من قبولنا الآن بالثقوب السوداء كأجرام فلكية حقيقية، إلا أن طبيعتها الأساسية لا تزال لغزا كبيرا. كما تبقى آليات عملها، التي يُشار إليها أحيانًا بـ “محركاتها”، غير مفهومة تمامًا. مثلما كانت عندما قام الفيزيائي الألماني النظري كارل شوارزشيلد لأول مرة بالتعامل مع معادلات مجال أينشتاين ووصل إلى استنتاج بأن الزمكان يمكن أن ينحني إلى مناطق لا رجوع منها.
كشف باحثان في جامعة جوته الألمانية عن حل جديد في نظرية النسبية العامة لأينشتاين، يشير إلى إمكانية وجود نوع من النجوم يُسمى “Gravastars”. والتي قد تبدو مشابهة للثقوب السوداء عند مراقبتها من مسافات بعيدة. وتشير هذه النظرية إلى أن هذه النجوم يمكن أن تكون متداخلة، بحيث يوجد نجم جاذبية أصغر داخل نجم جاذبية أكبر، على غرار دمية ماتريوشكا الروسية.
مقال ذو صلة: ما هو أكبر و أعنف نجم زائف في الكون
لغز الثقب الأسود
في عام 1916، قدم الفيزيائي الألماني كارل شوارزشيلد حلاً لمعادلات ألبرت أينشتاين للنسبية العامة، والذي ينص على أن مركز الثقب الأسود يتكون مما يسمى بالفردانية، وهي نقطة لايعود للزمكان فيها وجود. وفقًا لهذه النظرية، تتوقف جميع القوانين الفيزيائية، عن العمل عند هذه النقطة، بما في ذلك نظرية النسبية العامة لأينشتاين. وينعكس ذلك في تعليق مبدأ السببية (أي عدم القدرة على التأثير بأحداث الماضي).
لكن لم تلقى فكرة شوارزشيلد اهتمام الناس آنذاك، حتى تمّ اكتشاف أول ثقب أسود محتمل في عام 1971. ثم اكتشف العلماء ثقبًا أسودًا في مركز مجرتنا درب التبانة في عام 2000. أما في عام 2019، قد التقط تلسكوب خاص صورة لأول ثقب أسود على الإطلاق.
مقال ذو صلة: عدد الثقوب السوداء في كوننا أكثر مما يتوقعه عقلنا
نماذج بديلة للثقوب السوداء – نجوم ال “Gravastars”
من منظور الفيزياء الفلكية النظرية، تمتلك ال “Gravastars” أو النجوم المتداخلة مزايا جوهرية تفوق تلك التي تتمتع بها الثقوب السوداء. فعلى سبيل المثال وعلى عكس الثقوب السوداء، لا تمتلك النجوم المتداخلة أفق حدث.
بالإضافة إلى ذلك، لا تحتوي ال “gravastars” على تفرّد في مركزها، وهو نقطة ذات كثافة لانهائية وحجم صفري. لكن بدلاً من ذلك، يتكون مركزها من مادة غريبة تُعرف باسم “الطاقة الداكنة”. والتي تمارس ضغطًا سلبيًا هائلًا يعادل القوة الجاذبية الهائلة التي تتسبب بانكماش النجم. في حين يمتلك سطح نجوم التكثيف الجاذبي غشاءً رقيقًا للغاية من المادة العادية، تقترب سماكته فعليا من الصفر.
ويوضح لوتشيانو ريزولا، أستاذ الفيزياء الفلكية النظرية في جامعة جوته، “من الرائع أنه حتى بعد 100 عام من تقديم شوارزشيلد حله الأول لمعادلات المجال لأينشتاين من النسبية العامة، لا يزال من الممكن إيجاد حلول جديدة.”
إن الأمر يشبه إلى حد ما العثور على قطعة نقدية ذهبية على طريق استكشفه الكثيرون من قبل. لكن لسوء الحظ، لا يزال لدينا نقص في معرفة كيفية تشكل مثل هذه النجوم. ومع ذلك، حتى لو لم تكن نجوم “الغرافستار” موجودة فعليًا، فإن استكشاف الخصائص الرياضية لهذه الحلول يساعدنا في النهاية على فهم الثقوب السوداء بشكل أفضل.
