نظرية جديدة تربط النيوترينو الذي تم التقاطه في البحر الأبيض المتوسط ​​بانفجار ثقب أسود بشحنة مظلمة

وفّرت الأدوات عالية الدقة الراسية في أعماق البحر الأبيض المتوسط ​​القطع الأساسية لحل لغز كوني يتحدى الفيزياء الحديثة. يشير التحليل التفصيلي لحدث حيوي فريد، وقع في فبراير 2023، إلى أصل غريب: التبخر النهائي والعنيف لثقب أسود يذكرنا ببداية الزمن. وتشير هذه الظاهرة، التي تولد جسيما بشحنة طاقة غير مسبوقة، إلى وجود عمليات في الكون تتجاوز بكثير الانفجارات النجمية التقليدية التي عرفها العلم حتى الآن.

تتبع الأحداث KM3-230213A

وقد سجل مرصد KM3NeT، المصمم لتحديد تفاعلات الجسيمات الشبحية في المحيط، إشارة ضوئية شديدة ناجمة عن مرور النيوترينو. وصلت الطاقة المحسوبة لهذا الحدث المحدد إلى علامة 100 PeV، وهي قيمة تتجاوز بكثير أي رقم قياسي سابق حققته المعدات البشرية أو الظواهر الشمسية الشائعة.

وكان هذا الاكتشاف ممكنا بفضل شبكة أجهزة الاستشعار البصرية التي تراقب إشعاع شيرينكوف، وهو ضوء مزرق ينبعث عندما تنتقل الجسيمات في الماء بسرعات قريبة من سرعة الضوء. وأشار المسار التصاعدي للإشارة إلى أن الجسيم عبر الأرض قبل التقاطه، مما يلغي احتمال التداخل الجوي المحلي ويؤكد مصدره من الفضاء السحيق.

خصائص الثقوب السوداء البدائية

على عكس الانهيارات النجمية التي تشكل الثقوب السوداء الكلاسيكية، فإن الثقوب السوداء البدائية قد نشأت من تقلبات الكثافة لأجزاء من الثانية بعد الانفجار الكبير. وتشير الفرضية الجديدة إلى أن النيوترينو المكتشف لم يأت من جسم عادي، بل من نوع محدد يسمى شبه المتطرف، والذي يتمتع بخصائص تبخر وشحنة فريدة.

• يحدث التدريب النظري في اللحظات الأولى من خلق الكون.
• تنبعث منها إشعاع هوكينج حتى تفقد كتلتها تمامًا.
• تطلق المرحلة الأخيرة من التبخر دفعات مكثفة من الطاقة.
• تشير النماذج إلى أنها قد تشكل جزءًا من المادة المظلمة.

الظلام تهمة التفاضلية

تقترح الفيزياء وراء هذه النظرية أن هذه الأجسام القديمة تحمل “شحنة مظلمة” تغير دورة حياتها. في حين أن الثقوب السوداء العادية تتبخر بشكل أكثر توازنا، فإن وجود هذه الشحنة يبقي الجسم مستقرا لفترة أطول قبل التمزق الكارثي النهائي.

يحل هذا النموذج التناقض الذي أثار اهتمام العلماء: عدم وجود اكتشافات مماثلة في مرصد آيس كيوب في القارة القطبية الجنوبية. تتنبأ نظرية الشحنة المظلمة بأن انبعاث النيوترينو يتم قمعه في نطاقات معينة من الطاقة، مع التركيز فقط على القمم القصوى مثل تلك المسجلة في البحر الأبيض المتوسط.

Leia Tambem

اختبار البطارية الجديد يضع هاتف Galaxy S26 Ultra في المقدمة على iPhone 17 Pro Max في التصنيف العالمي

تكشف الأبحاث أن الآباء لا يدركون كيفية استخدام أطفالهم للذكاء الاصطناعي

خصم كبير على هاتف Galaxy S25 Plus يخفض قيمته إلى أقل من 4500 ريال في المتجر الإلكتروني

يقدم التحقق من صحة هذا النموذج الرياضي تفسيرًا أنيقًا للحدث المعزول. ومن دون الحاجة إلى استدعاء مصادر فيزيائية فلكية جديدة وغير معروفة، فإن تبخر هذه الأجسام يربط بين فيزياء الجسيمات الأولية وعلم الكونيات في الكون الشاب.

مقارنة قوة الطاقة

ولتحديد حجم الحدث، فإن الطاقة الموجودة في نيوترينو KM3-230213A تعادل حوالي 100000 مرة من الطاقة المولدة في أقوى الاصطدامات في مصادم الهادرونات الكبير (LHC). في حين أن النيوترينوات المنبعثة من الشمس تمر عبر المادة دون أن تتفاعل ولها طاقة منخفضة، فإن الجسيمات الموجودة في نطاق PeV نادرة للغاية وتحمل معلومات قيمة عن أقوى المسرعات الطبيعية في الكون. إن التأكيد على أن مثل هذه الطاقات يمكن أن تكون نتاجًا لموت الثقوب السوداء البدائية يفتح نافذة مراقبة جديدة لعلم الفلك متعدد المراسلات، مما يسمح للباحثين بالبحث عن توقيعات محددة تميز هذه الأحداث عن المستعرات الأعظم أو نوى المجرات النشطة.

الآثار المترتبة على علم الكونيات

وإذا تم تأكيد الفرضية باكتشافات جديدة، فإن وجود هذه الثقوب السوداء شبه المتطرفة يمكن أن يحل لغز المادة المظلمة. إن توزيع الجاذبية لهذه الأجسام في جميع أنحاء الكون من شأنه أن يفسر الحالات الشاذة التي لوحظت في دوران المجرات دون الحاجة إلى جسيمات غريبة لم يتم اكتشافها بعد. ولذلك فإن المراقبة المستمرة للمحيطات والقمم الجليدية القطبية تصبح ضرورية لالتقاط اللحظات الأخيرة من حفريات الانفجار الكبير.