يقول العلماء: إن تكبير الثقوب السوداء يمكن أن يصل إلى 10% من سرعة الضوء

يمكن للثقوب السوداء الآن أن تتجول في الكون بسرعات مذهلة أقل بقليل من 10% من سرعة الضوء.

استنادًا إلى عمليات محاكاة الاصطدامات بين هذه الأجسام المتطرفة، هذه هي السرعة القصوى التي يمكن أن تصل إليها الثقوب السوداء بعد اصطدام نشط.

وهذا أسرع بكثير من الحسابات السابقةمما يشير إلى أنه على الرغم من أنه لا يزال أمامنا الكثير لنتعلمه حول كيفية تصادم الثقوب السوداء، إلا أننا نقترب من فهم هذه الأحداث العنيفة وعواقبها.

“لقد تمكنا من تقديم تقدير دقيق للارتداد النهائي الناتج عن تصادم ثقبين أسودين عالي الطاقة.” اكتب الباحثين جيمس هيلي وكارلوس لوستو من معهد روتشستر للتكنولوجيا.

“لقد قادنا استقراء الدورات القصوى إلى تقدير قيمة الارتداد النهائي بـ 28,562 ± 342 كيلومترًا في الثانية، مما يضع حدًا لها أقل من 10 بالمائة من سرعة الضوء.”

إطار الحدود = “0” سماح = “مقياس التسارع؛ تشغيل تلقائي؛ الكتابة الحافظة. الوسائط المشفرة جيروسكوب؛ صور في صور؛ مشاركة الويب”allowfullscreen>

عندما يندمج ثقبان أسودان، لا ينتهي الأمر بالمنتج النهائي بالضرورة بالجلوس في الموقع المداري المجري الأصلي باعتباره الثنائي. الاصطدام، اعتمادا على طاقته، يمكن إنتاج الارتداد وهذا “يدفع” الثقب الأسود الأخير – نتاج الثقب الأسود الأصلي – إلى مسار وسرعة جديدين.

ويحدث هذا عندما يتم توزيع طاقة الجاذبية بشكل غير متساو، مع انبعاث المزيد منها في اتجاه واحد – نتيجة لعدم تساوي الكتل، أو الدوران، أو كليهما، في زوج الثقوب السوداء قبل الاندماج.

تشير التقديرات السابقة إلى أن السرعة القصوى التي يمكن الوصول إليها من هذا التأثير تبلغ حوالي 5000 كيلومتر (3,107 ميل) في الثانية بالنسبة إلى نقطة الأصل.

حتى الآن، تم اكتشاف ثقب أسود سريع يعتقد العلماء أنه نتاج ركلة ارتدادية. انها تسافر في جميع أنحاء 1,542 كيلومترًا في الثانية. لكن تحديد حدود العملية يمكن أن يساعد علماء الفلك على معرفة مدى تكرار حدوثها.

هذه معلومات مهمة لعلم الثقب الأسود. على سبيل المثال، اكتشفنا ثقوبًا سوداء ذات كتلة أكبر مما تقترحه النظرية.

يمكن أن يفسر ذلك وجود عدد كبير من الثقوب السوداء التي تدور حولها بعد اصطدامها. ويؤدي المزيد من الثقوب السوداء التي تتحرك حولها إلى زيادة فرص حدوث تصادمات، مما قد يؤدي إلى إنتاج ثقوب سوداء أكبر من كتلة الجسم الحد الشامل للانهيار الأساسي.

استخدم هيلي ولوستو حاسوبًا عملاقًا لإجراء 1381 محاكاة عددية كاملة للاصطدامات بين ثقبين أسودين متساويين في الكتلة مع دوران متعاكس يشير على طول المستوى المداري لهما.

هذه هي الطريقة التي حصلوا بها على سرعتهم القصوى: 28.562 كيلومترًا (17.748 ميلًا) في الثانية. وهذا يزيد عن 100 مليون كيلومتر في الساعة. سرعة الإفلات لجسم يتحرك بسرعة عبر مجرة ​​درب التبانة من المنطقة الشمسية هي 497 كيلومترا في الثانية.

أسرع جسم بناه الإنسان على الإطلاق هو مسبار باركر الشمسي، الذي وصل إلى 163 كيلومترا في الثانية في عام 2021.

إذن، الثقوب السوداء في ظروف الاصطدام المثالية؟ لقد سقط بسرعة كبيرة. ولحسن الحظ، فإن السيناريو الدقيق الذي استخدمه الباحثون من غير المرجح أن يحدث؛ لكن اكتشاف القيود القصوى يحدد ساحة الدراسات المستقبلية.

من المريح إلى حد ما معرفة ذلك، في الواقع. وجدت دراسة أجريت قبل بضع سنوات أنه من الممكن أن يكون هناك مئات من الثقوب السوداء التي تصطدم بها ركلة ارتدادية تدور حول مجرة ​​درب التبانة حتى أثناء قراءتك لهذه الكلمات.

إذا كانوا يسافرون بشكل أبطأ قليلاً، فستبدو الفكرة أقل ترويعًا (على الرغم من أنه من غير المحتمل أن يصطدموا بنا على أي حال).

لاحظ هيلي ولوستو أيضًا أن دوران واتجاه الثقوب السوداء في محاكاتهم كان أمرًا بالغ الأهمية لسرعة الركلة الناتجة. إنهم يخططون لاستكشاف دور الدوران بتفاصيل أدق في ورقة بحثية مستقبلية.

تم نشر البحث في رسائل المراجعة البدنية.