الثقب الأسود
تعد الثقوب السوداء من بين أكثر الأجسام الكونية غموضًا، وقد تمت دراستها كثيرًا ولكن لم يتم فهمها بالكامل. هذه الأشياء ليست في الحقيقة ثقوبًا. إنها عبارة عن تركيزات ضخمة من المادة معبأة في مساحات صغيرة جدًا. الثقب الأسود كثيف جدًا لدرجة أن الجاذبية الموجودة أسفل سطحه مباشرة ( أي أفق الحدث ) قوية بما يكفي بحيث لا يمكن لأي شيء - ولا حتى الضوء - الهروب منه. إن أفق الحدث ليس سطحًا مثل سطح الأرض أو حتى سطح الشمس. إنها الحدود التي تحتوي على كل المادة التي تشكل الثقب الأسود.
هناك الكثير مما لا نعرفه عن الثقوب السوداء، مثل الشكل الذي تبدو عليه المادة داخل آفاق الحدث الخاصة بها. ومع ذلك، هناك الكثير مما يعرفه العلماء عن الثقوب السوداء.


يُعتقد أن الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية تتشكل عند انهيار النجوم الضخمة جدًا في نهاية دورة حياتها. بعد أن يتشكل الثقب الأسود، يمكن أن يستمر في النمو عن طريق امتصاص الكتلة من محيطه. وذلك عن طريق امتصاص النجوم الأخرى والاندماج مع الثقوب السوداء الأخرى، الأمر الذي قد يؤدي إلى تشكل الثقوب السوداء الهائلة والتي تحمل كتلة تعادل ملايين الكتل الشمسية .هناك إجماع عام على وجود ثقوب سوداء هائلة في مراكز معظم المجرات.
العثور على الثقوب السوداء
لا تبعث الثقوب السوداء الضوء أو تعكسه، مما يجعلها غير مرئية بشكل فعال للتلسكوبات. يقوم العلماء في المقام الأول باكتشافها ودراستها بناءً على كيفية تأثيرها على البيئة المحيطة بها:
• يمكن أن تكون الثقوب السوداء محاطة بحلقات من الغاز والغبار، تسمى الأقراص التراكمية، والتي
تبعث الضوء عبر العديد من الأطوال الموجية، بما في ذلك الأشعة السينية.
• يمكن أن تؤدي الجاذبية الشديدة للثقب الأسود الهائل إلى دوران النجوم حوله بطريقة معينة. يتتبع
علماء الفلك مدارات عدة نجوم بالقرب من مركز درب التبانة لإثبات أنها تحتوي على ثقب أسود هائل،
وهو الاكتشاف الذي فاز بجائزة نوبل لعام 2020.
• عندما تتسارع الأجسام الضخمة عبر الفضاء، فإنها تخلق تموجات في نسيج الزمكان, وهذه التموجات
تسمى موجات الجاذبية.
يمكن للعلماء اكتشاف بعض هذه الأشياء من خلال تأثير التموجات على أجهزة الكشف.
• يمكن للأجسام الضخمة مثل الثقوب السوداء أن تحني وتشوه الضوء الصادر من الأجسام البعيدة.
ويمكن استخدام هذا التأثير، الذي يسمى عدسة الجاذبية ، للعثور على ثقوب سوداء معزولة تكون
غير مرئية.

الثقوب السوداء قد تكون مصدرا للطاقة المظلمة الغامضة في الكون
وفقًا لعلماء الفلك، يمكن للثقوب السوداء أن تفسر شكلاً غامضًا من الطاقة الذي يتألف من معظم الكون. وقد تم الاستدلال على وجود «الطاقة المظلمة» من ملاحظات النجوم والمجرات، لكن لم يتمكن أحد من شرح ماهيتها أو من أين تأتي.
الأشياء أو المادة التي تشكل العالم المألوف من حولنا هي فقط 5 % من كل شيء في الكون. وأن 27 % مادة مظلمة؛ وهي نظير غامض للمادة العادية التي لا تنبعث أو تعكس أو تمتص الضوء. ومع ذلك، فإن غالبية الكون (حوالى 68 %) هي طاقة مظلمة.
وتم وصف الدليل الجديد على أن الثقوب السوداء يمكن أن تكون مصدرًا للطاقة المظلمة .
التوسع السريع
بدأ كوننا بانفجار كبير منذ حوالى 13.7 مليار سنة. فتسببت الطاقة الناتجة عن هذا الانفجار في المكان والزمان بتوسع الكون بسرعة مع تحليق جميع المجرات بعيدًا عن بعضها البعض. ومع ذلك، نتوقع أن يتباطأ هذا التمدد تدريجيًا بسبب تأثير الجاذبية على كل الأشياء في الكون.
هذه هي نسخة الكون التي اعتقدنا أننا عشناها حتى أواخر التسعينيات؛ عندما اكتشف تلسكوب هابل الفضائي شيئًا غريبًا. حيث أظهرت ملاحظات النجوم المتفجرة البعيدة أنه في الماضي كان الكون يتوسع ببطء أكثر مما هو عليه اليوم. وعليه فإن تمدد الكون لم يتباطأ بسبب الجاذبية، كما اعتقد الجميع، بل كان يتسارع بدلاً من ذلك. كان هذا غير متوقع للغاية وكافح علماء الفلك لتفسيره.
ولتفسير ذلك، تم اقتراح أن «الطاقة المظلمة» هي المسؤولة عن دفع الأشياء بعيدًا بقوة أكبر من الجاذبية التي تجمع الأشياء معًا. لقد كان مفهوم الطاقة المظلمة مشابهًا جدًا للتركيب الرياضي الذي اقترحه آينشتاين ولكنه تجوهل لاحقًا وهو «ثابت كوني» يعارض الجاذبية ويمنع الكون من الانهيار.

انفجارات نجمية
لكن ما هي الطاقة المظلمة ؟ يبدو أن الحل قد يكمن في لغز كوني آخر هو «الثقوب السوداء». إذ ان الثقوب السوداء تولد عادة عندما تنفجر النجوم الضخمة وتموت في نهاية حياتها. وتعمل الجاذبية والضغط في هذه الانفجارات العنيفة على ضغط كميات هائلة من المواد في مساحة صغيرة. على سبيل المثال، نجم بنفس كتلة شمسنا سيُسحق في فضاء لا يتجاوز بضع عشرات من الكيلومترات.
إن قوة الجاذبية للثقب الأسود شديدة لدرجة أنه لا يمكن حتى للضوء الهروب منه؛ حيث يتم امتصاص كل شيء. وفي مركز الثقب الأسود يوجد مكان يسمى «التفرد»؛ حيث يتم سحق المادة إلى نقطة ذات كثافة لا نهائية. لكن المشكلة هي أن التفردات بناء رياضي لا ينبغي أن يوجد.
ويوفر هذا النموذج بدقة أصلًا محتملاً للطاقة المظلمة في الكون. كما أنه يتحايل على المشكلات الرياضية التي تؤثر على بعض دراسات الثقوب السوداء، لأنه يتجنب الحاجة إلى التفرد في المركز.
وقد قام الفريق أيضًا بحساب مقدار الطاقة المظلمة في الكون التي يمكن أن تُنسب إلى عملية الاقتران هذه. وخلصوا إلى أنه سيكون من الممكن للثقوب السوداء توفير الكمية اللازمة من طاقة الفراغ لحساب كل الطاقة المظلمة التي نقيسها في الكون اليوم.
لن يفسر هذا أصل الطاقة المظلمة في الكون فحسب، بل سيجعلنا أيضًا نعيد التفكير جذريًا في فهمنا للثقوب السوداء ودورها في الكون.
هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به لاختبار هذه الفكرة وتأكيدها، سواء من خلال ملاحظات السماء أو من الناحية النظرية. لكننا قد نرى أخيرًا طريقة جديدة لحل مشكلة الطاقة المظلمة.