أحيانًا يتحدث الكون بطرق دقيقة جدًا لا تستطيع الحواس العادية إدراكها. لا تومض الأضواء عبر السماء، ولا يظهر نجم فجأة بشكل أكثر سطوعًا. بدلاً من ذلك، يرسل الكون همسات—اهتزازات خفيفة تسير عبر نسيج الفضاء نفسه. على مدى مليارات السنين، عبرت هذه الاهتزازات الكون في صمت، حاملة أخبار أحداث عملاقة: تصادم الثقوب السوداء، اندماج النجوم النيوترونية، الجاذبية نفسها تزمجر لفترة وجيزة قبل أن تتلاشى إلى هدوء.

اليوم، يقول العلماء إنهم يسمعون تلك الهمسات بوضوح أكثر من أي وقت مضى.

مجموعة بيانات جديدة من الشبكة الدولية لمراصد موجات الجاذبية قد وسعت بشكل كبير سجل البشرية من التصادمات الكونية. الباحثون الذين يحللون أحدث جولة مراقبة من الكواشف التي تديرها تعاون LIGO-Virgo-KAGRA قد ضاعفوا أكثر من عدد إشارات موجات الجاذبية المعروفة، كاشفين عن كون مليء باللقاءات العنيفة بين الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية.

تُعرف هذه الإشارات، المعروفة بموجات الجاذبية، بأنها أول ما تم التنبؤ به من قبل ألبرت أينشتاين في عام 1915 كجزء من نظريته في النسبية العامة. وفقًا للنظرية، عندما تتسارع الأجسام الضخمة—خصوصًا عندما تتصادم أجسام كثيفة للغاية مثل الثقوب السوداء—فإنها تخلق تموجات في الزمكان تسير إلى الخارج بسرعة الضوء. لعقود، ظلت هذه التموجات نظرية بحتة، ضعيفة جدًا بحيث لا تستطيع الأدوات اكتشافها.

تغير ذلك في عام 2015، عندما سجل مرصد موجات الجاذبية بالليزر، المعروف باسم LIGO، أول اكتشاف مباشر لموجات الجاذبية الناتجة عن تصادم ثقبين أسودين على بعد أكثر من مليار سنة ضوئية. منذ ذلك الحين، نمت مجال علم الفلك لموجات الجاذبية من اكتشاف تاريخي واحد إلى سجل متوسع بسرعة من الأحداث الكونية.

السجل الأحدث، المعروف باسم GWTC-4، يحتوي على 128 مصدرًا مؤكدًا لموجات الجاذبية تم اكتشافها خلال فترة مراقبة مدتها تسعة أشهر بين مايو 2023 ويناير 2024. هذا وحده يتجاوز تقريبًا 90 إشارة تم تسجيلها خلال الجولات الثلاث السابقة مجتمعة، مما يضاعف فعليًا عدد الاندماجات المكتشفة.

تمثل كل إشارة لحظة عندما تدور الأجسام الكونية الضخمة معًا وتتصادم في انفجار من الطاقة القوي بما يكفي لتموج عبر الزمكان نفسه. العديد من الأحداث المسجلة حديثًا تتضمن أزواجًا من الثقوب السوداء، بقايا النجوم الضخمة التي انهارت جاذبيتها لدرجة أن الضوء لا يمكنه الهروب منها. تشمل الأحداث الأخرى اندماجات بين النجوم النيوترونية—النوى فائقة الكثافة المتبقية بعد الانفجارات النجمية—أو حتى تصادمات مختلطة بين نجم نيوتروني وثقب أسود.

ما يجعل هذا السجل المتزايد مثيرًا للاهتمام بشكل خاص هو تنوعه. من بين الاكتشافات الجديدة بعض من أثقل اندماجات الثقوب السوداء التي تم ملاحظتها على الإطلاق، والتي تشمل أجسامًا تزيد كتلتها عن مئة مرة من كتلة الشمس. في بعض الحالات، يبدو أن الثقوب السوداء تدور بسرعات استثنائية—تصل إلى حوالي 40 في المئة من سرعة الضوء—مما يشير إلى أنها قد تكون قد تشكلت من خلال أجيال سابقة من الاندماجات.

تشير هذه الخصائص غير العادية إلى قصة أعمق تتكشف عبر التاريخ الكوني. قد لا تتشكل الثقوب السوداء لمرة واحدة وتبقى دون تغيير؛ بدلاً من ذلك، قد تنمو من خلال تصادمات متكررة، مما يبني عمالقة جاذبية أكبر من خلال سلاسل من الاندماجات تمتد عبر مليارات السنين.

في هذه الأثناء، تواصل اندماجات النجوم النيوترونية تقديم كنوزها العلمية الخاصة. عندما تتصادم هذه البقايا النجمية بحجم المدينة، يمكن أن تنتج كل من موجات الجاذبية وومضات ضوئية رائعة، مما يساعد علماء الفلك على دراسة أصل العناصر الثقيلة مثل الذهب والبلاتين التي تم تشكيلها في عنف التصادمات الكونية.

بعيدًا عن توثيق الأحداث الكونية الدرامية، فإن المكتبة المتزايدة من إشارات موجات الجاذبية أصبحت أيضًا أداة علمية قوية. من خلال دراسة كيفية سفر هذه الموجات عبر الفضاء، يمكن للعلماء اختبار نظرية أينشتاين في النسبية العامة تحت ظروف قاسية واستكشاف الهيكل الكبير النطاق وتوسع الكون.

بمعنى ما، أعطت مراصد موجات الجاذبية البشرية إحساسًا جديدًا تمامًا—واحدًا لا يعتمد على الضوء ولكن على اهتزازات الزمكان نفسه. كل اكتشاف هو مثل نغمة في سمفونية كونية شاسعة، تكشف عن أحداث ستبقى بخلاف ذلك غير مرئية.

الرسالة التي تظهر من السجل الأخير بسيطة وعميقة في آن واحد: الكون ليس هادئًا. إنه يهمس بالتصادمات، ويتردد صداها بالجاذبية، ويحمل توقيعات الكوارث البعيدة عبر مليارات السنين الضوئية.

بالنسبة للعلماء الذين يستمعون بعناية، بدأت تلك التموجات الخفيفة في سرد قصة أكبر بكثير.

مع زيادة حساسية الشبكة العالمية من الكواشف في السنوات القادمة، يتوقع الباحثون أن يزيد عدد أحداث موجات الجاذبية المعروفة بشكل كبير. مع كل إشارة جديدة تُضاف إلى السجل، تكسب البشرية لمحة أخرى في الكوريغرافيا المخفية للكون—حيث تنهار النجوم، وترقص الثقوب السوداء، ويقرع الزمكان نفسه لفترة وجيزة مثل جرس.

تنبيه صورة الذكاء الاصطناعي الرسوم البيانية تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي ومخصصة للتمثيل، وليس للواقع.

تحقق من المصدر توجد مصادر موثوقة تغطي هذا الاكتشاف العلمي:

Space.com Scientific American Nature Live Science Physics World