تشير الاكتشافات الجديدة من تلسكوب جيمس ويب إلى أن الثقوب السوداء الهائلة نشأت قبل المجرات
ربما وجد السؤال القديم حول الأسبقية بين المجرات وثقوبها السوداء الهائلة إجابة محددة. وعلى الرغم من أن كليهما تطورا معًا، إلا أن السؤال حول أيهما جاء أولاً ظل مفتوحًا لفترة طويلة. وكما تشير الكاتبة ليا كرين، يبدو أن الأدلة الحديثة تقلب الموازين.
وباستخدام تشبيه الروائي والفيلسوف صموئيل بتلر الشهير في عام 1878، والذي يصف الدجاجة بأنها الطريقة التي تنتج بها بيضة أخرى، يمكننا توسيع هذا المنطق ليشمل العلاقة الكونية: ربما تكون المجرة مجرد وسيلة يستخدمها ثقب أسود لنشوء ثقب أسود آخر. في مواجهة معضلة الأسبقية القديمة هذه، يميل الميزان الآن نحو الثقوب السوداء.
تكشف ملاحظات جميع المجرات الضخمة في الكون عن وجود ثقب أسود هائل في مراكزها. وهذا الارتباط جوهري، حيث تغذي كتلة المجرة الثقب الأسود، والذي بدوره يؤثر على المسار التطوري للمجرة نفسها. ومع ذلك، فإن أصل هذا التفاعل المعقد كان دائمًا لغزًا أساسيًا في علم الكونيات. ويظل السؤال قائما: هل يؤسس الثقب الأسود نفسه أولا ويجذب المواد لتكوين مجرة، أم أن المجرة تتطور ثم ينهار قلبها فينشأ ثقب أسود؟
يكمن الجانب المركزي لهذا اللغز في الصعوبة الواضحة في تبرير تكوين الثقوب السوداء الهائلة. يبدو أن حجمها الهائل يتحدى الظروف الأولية للوجود، خاصة أنها ظهرت بعد أقل من 500 مليون سنة من الانفجار الكبير. على الرغم من أن هذه الفترة قد تبدو طويلة بالنسبة للنمو، إلا أن القياس الزمني يكشف حجم المشكلة: إذا كان تاريخ الكون سنة واحدة، مع الانفجار الكبير في الأول من يناير واليوم الحالي في الحادي والثلاثين من ديسمبر، فإن الثقوب السوداء الأولى فائقة الكتلة ستكون قد وصلت بالفعل إلى مئات الملايين من أضعاف كتلة الشمس بحلول منتصف يناير. إن قوانين الفيزياء، بفهمها الحالي، لا تقدم مسارًا واضحًا لمثل هذا التطور الهائل والمتسارع.
حاليًا، تم اقتراح أربع آليات لتشكيل الثقوب السوداء فائقة الكتلة. والأكثر مباشرة هو اتحاد الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية، والتي تنشأ من انهيار النجوم العملاقة، ومع ذلك، فإن دورة حياة هذه النجوم واندماجها سيتطلب مئات الملايين إلى مليارات السنين، وهو وقت لم يكن موجودًا في الأيام الأولى للكون. أما النظرية الثانية فتقترح تكوين “بذرة ضخمة”، ربما تكون أحد النجوم الأولى، تسمى البدائية، أو نجم المادة المظلمة، أو حتى عنقود نجمي. ومع ذلك، فإن هذه الفرضية لا تؤدي إلا إلى تغيير التحدي، حيث أن إنشاء مثل هذه البذرة سيظل يتطلب فترة زمنية طويلة في أول 500 مليون سنة من عمر الكون، وهي فترة غير كافية. وبالتالي، يظل البديلان الأكثر منطقية: الانهيار المباشر، حيث تنهار سحابة ضخمة من الغاز، تمنعها الإشعاعات القوية من تكوين النجوم، مباشرة إلى ثقب أسود، ووجود الثقوب السوداء البدائية.
تمثل الثقوب السوداء البدائية مجالًا للجدل الشديد، نظرًا لغياب الأدلة الملموسة على وجودها، على الرغم من فائدتها المحتملة للفهم الكوني. على الرغم من أنها مفاهيم أكثر غرابة، إلا أن كاتب العمود يعبر عن شكوكه الشخصية، لكنه يأمل في وجودها. إذا تم تأكيدها، فإنها ستكون قد نشأت في اللحظات الأولى بعد الانفجار الكبير، وليس من انهيار النجوم (التي لم تكن موجودة في ذلك الوقت)، ولكن من الضغط الشديد للكون الناشئ. على الرغم من أن الاهتمام الأكبر يدور عمومًا حول صغر حجمها المحتمل مقارنة بالأنواع الأخرى، إلا أنه بالنسبة لسياق تكوين المجرات، فإن النوع ذي الصلة سيكون في الواقع هائلاً، لأنه نشأ في أبعاد كبيرة وقبل أي بنية أخرى.
إذا كانت الثقوب السوداء البدائية حقيقة واقعة، ويمكنها تفسير النمو المتسارع والهائل للثقوب السوداء فائقة الكتلة في بداية الكون، فسيكون لدينا حل قاطع لمسألة الدجاجة والبيضة الكونية. في هذا السيناريو، لا يمكن أن تكون المجرات قد تشكلت في مرحلة مبكرة مثل هذه الثقوب السوداء. ومع ذلك، حتى وقت قريب، لم تكن هناك أدلة تدعم هذه الفرضية.
Leia Também
ميسي يصل إلى 19 هدفًا في نهائيات كأس العالم من ركلة حرة رائعة للأرجنتين في مباراة الأردن
يتألق كريستيانو رونالدو خارج الملعب في كأس العالم 2026 بإمبراطورية الأعمال والرفاهية العائلية
في عمر 41 عامًا، يؤكد كريستيانو رونالدو إرثه التاريخي ويستعد للتألق في كأس العالم 2026
ومع ذلك، بدأ هذا الوضع يتغير. مع التقدم التكنولوجي الذي قدمه تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST)، أصبح من الممكن الآن التحقيق في بدايات الكون بوضوح غير مسبوق. كشفت كل ملاحظة في أعماق الزمن الكوني عن وجود ثقوب سوداء فائقة الكتلة. ومن المثير للاهتمام أن شكل المجرات يتغير بشكل جذري مع عودتنا بالزمن إلى الوراء. كان أحد أبرز النتائج التي توصل إليها تلسكوب جيمس ويب الفضائي هو تحديد مئات المجرات النائية، والتي لم تكن معروفة سابقًا، والتي يطلق عليها اسم “النقاط الحمراء الصغيرة”، وتتميز بحجمها الصغير، ولونها المحمر، وبُعدها الشديد.
والتأكد من أن هذه الهياكل كانت في الواقع مجرات يتطلب فترة من التحليل، ولكن الآن هناك درجة عالية من اليقين. وبقبول هذا التصنيف، تتميز الثقوب السوداء الموجودة في قلبها بحجمها الاستثنائي ودورانها السريع للغاية. وعلى الرغم من استمرار وجود ألغاز أخرى، إلا أن حجم هذه الثقوب السوداء هو العامل الأكثر إثارة للاهتمام. وفي عام 2024، أشارت الأبحاث إلى أن هذه الثقوب السوداء تمثل ما بين 20% إلى 70% من الكتلة الإجمالية لمجراتها، وهي نسبة أعلى بكثير من معظم الثقوب السوداء فائقة الكتلة في المجرات المضيفة الأكثر تطورا، والتي لم يكن هناك تفسير مقنع لها.
ومرة أخرى، أثبت تلسكوب جيمس ويب الفضائي أهميته. بفضل صدفة هندسية سعيدة أدت إلى تضخيم الضوء المنبعث من “نقطة حمراء صغيرة” تم تحديدها باسم Abell 2744-QSO1 (أو QS01 فقط)، اكتسب علماء الفلك منظورًا غير مسبوق لمجرة كانت موجودة بعد 700 مليون سنة فقط من الانفجار الكبير. وكانت هذه الفرصة حاسمة لتعزيز فهم التطور الكوني. من خلال تحليل السرعة العالية بشكل غير عادي للغاز الذي يدور حول مركز المجرة، كان من الممكن تحديد كتلة QS01 وثقبها الأسود المركزي، وهو نوع من القياسات لم يتم إجراؤه من قبل لثقب أسود في مثل هذا الوقت البعيد من الكون، قبل مليار سنة بعد الانفجار الكبير. وكشفت النتائج أن الثقب الأسود يمتلك ما يقرب من 50 مليون كتلة شمسية، في حين أن المجرة في مجملها لا تتجاوز 75 مليون كتلة شمسية.
ونظراً لهذه النسب، لا يوجد سوى تفسيرين قابلين للتطبيق: الانهيار المباشر لسحابة غازية، أو وجود ثقب أسود بدائي. ولا تفترض أي من هذه النظريات أن تشكل المجرة سبق تكوين الثقب الأسود. وهكذا، بالنسبة لهذه المجرة المحددة، يبدو أن الثقب الأسود الموجود في مركزها كان بمثابة “البيضة” الكونية التي ظهرت أولاً. ويبدو أن المعضلة القديمة قد تم حلها، على الأقل في هذه الحالة.
وبطبيعة الحال، نادرا ما يقدم العلم مثل هذه الحلول المباشرة دون طرح أسئلة جديدة. والخطوة التالية هي التحقيق في أكبر عدد ممكن من “النقاط الحمراء الصغيرة” الأخرى لمعرفة ما إذا كانت QS01 تمثل حالة نموذجية، بالإضافة إلى تعميق فهمنا لعملية التكوين الدقيق لثقبها الأسود وتكوين بقية المجرة. ولا شك أن هذه التحقيقات المستقبلية سوف تسلط الضوء على مجموعة من الألغاز الجديدة. ومع ذلك، فمن الضروري أن نحتفل بهذا الإنجاز الكبير، الذي يسمح لنا، في الوقت الحالي، بتأكيد أن “البيضة” -الثقب الأسود- جاءت في المقام الأول.
