ثقب أسود تم توليده في المختبر قد يثبت وجود إشعاع هوكينج

أمضى الفيزيائي جيف شتاينهاور السنوات السبع الماضية وهو يعمل على طريقة لتوليد الثقوب السوداء، وذلك بهدف التأكد من وجود إشعاع هوكينج. أظهرت محاكاته المخبرية للثقب الأسود جزيئات متشابكة وهي تتفرق عن بعضها، حيث تقع واحدة باتجاه الثقب الأسود، في حين تختفي الأخرى باتجاه (الفضاء)، بما يتفق مع نظرية هوكينج.

ثقب أسود صوتي مولّد في المختبر

منذ بضعة أشهر، بدأ أحدهم بالعمل على بناء ثقب أسود في مخبر، سعياً للتأكد من إمكانية وجود شعاع هوكينج فعلياً. استغرق الفيزيائي جيف شتاينهاور سبع سنوات ليتمكن، وبمفرده، من صقل طريقته لتوليد الثقوب السوداء. والآن، فقد نشرت النتائج في مجلة نيتشر فيزيكس.

وفقاً لما وجده من الثقب الأسود الذي ولّده في المختبر، فإن هوكينج كان محقاً.

في عام 1974، وضع هوكينج نظرية تقول إن الطاقة قد تتسرب من الثقب الأسود على شكل إشعاع، وذلك على عكس الاعتقاد السائد بأن الثقب الأسود يبتلع كل ما حوله بشكل مستمر وإلى ما لانهاية. أطلق على هذا الإشعاع لاحقاً اسم "إشعاع هوكينج"، وهو ما يتسبب في نهاية الثقب الأسود، حيث تتسرب الطاقة منه فيما يتبدد إلى العدم.

أكدت بعض الاكتشافات مؤخراً وجود بعض الأشياء التي يمكن أن تفلت من جاذبية الثقب الأسود، والتي يفترض أنه لا يمكن الإفلات منها، مثل الضوء.

أما الآن، فقد أظهرت محاكاة الثقب الأسود، والتي أجراها شتاينهاور في المختبر، ما يعتبر أقرب دليل عثرنا عليه حتى الآن على إشعاع هوكينج، منبعثاً من أفق الحدث لهذا الثقب الأسود.

4,600 مرة للتأكد

قام شتاينهاور بتبريد ذرات من الروبيديوم إلى بضعة أجزاء من المليار من الدرجة فوق الصفر المطلق، ليجعل هذه الذرات تدخل حالة مادة كمومية، بحيث تسلك ذات السلوك، وتتكتل معاً لتشكيل "جسيم عملاق" يعرف باسم تكاثف بوز-أينشتاين (BEC). اقترحت هذه العملية لتوليد الثقوب السوداء في الثمانينات، ولكن لم يتجشم أحد عناء محاولة تنفيذها حتى 2009.

بعد ذلك، تستخدم مجموعة من الليزرات لإجبار الذرات على التحرك بسرعات فوق صوتية، ما يتسبب بحصر الموجات الصوتية داخل السائل الكمومي.

نفذ شتاينهاور هذه التجربة عدداً مذهلاً من المرات بلغ 4,600 مرة، وكما تنبأ هوكينج، فإن أزواجاً من الفونونات، أو حزماً من الطاقة الصوتية، ظهرت بشكل تلقائي عند أفق الحدث، ومن ثم انفصل كل زوج إلى قسمين، أحدهما اندفع خارجاً والآخر وقع عائداً إلى الثقب الأسود.

يتوافق هذا الانفصال في الأزواج مع توصيف إشعاع هوكينج، حيث تقوم الجسيمات المترابطة بإفناء بعضها، ما لم تنفصل إلى كلا جهتي أفق الحدث للثقب الأسود.

على الرغم من أن هذه التجربة تعتبر إنجازاً مثيراً للإعجاب، وذلك بعرض إمكانية وجود إشعاع هوكينج، يقول فيزيائيون آخرون إن هذا لا يكفي حتى يفوز هوكينج بجائزة نوبل.

هناك بعض الشكوك حول ما إذا كان شتاينهاور قد ولّد تكاثفات بوز-أينشتاين حقاً، وإنه يجب إجراء عدة عمليات محاكاة مختلفة لإثبات هذه النتائج.

يقول فيزيائيون أيضاً أنه لا يمكن تأكيد هذه النظرية إلا برصد مباشر لثقب أسود حقيقي، وهو شيء لن يحصل على الأرجح ضمن فترة حياة هوكينج، أو حياة أي منا.