من الأرض.. كيف يمكن الكشف عن «إشعاع هوكينج» الصادر عن الثقوب السوداء؟
اكتشف فريق بحث أوروبي أن إشعاع هوكينج، وهو التنبؤ النظري الذي قدمه ستيفن هوكينج في عام 1974، يمكن ملاحظته باستخدام التلسكوبات الحالية عالية الطاقة.
هذا الاكتشاف الرائد، المنشور على موقع ما قبل طباعة الأبحاث "أرخايف"، يجعل المجتمع العلمي أقرب إلى تأكيد جانب رئيسي من فيزياء الثقب الأسود.
يصف إشعاع هوكينج كيف ينبغي للثقوب السوداء أن تبعث جسيمات، وهو ما يتناقض مع الاعتقاد السابق بأنها تمتص المادة فقط.
وعلى الرغم من أهميتها النظرية، ظلت المراقبة المباشرة بعيدة المنال، وتكشف الدراسة الجديدة أنه يمكن اكتشاف مثل هذا الإشعاع أثناء اندماج الثقوب السوداء، وهي الأحداث التي يصطدم فيها ثقبان أسودان ضخمان أو نجم نيوتروني وثقب أسود ويندمجان، مما يؤدي إلى انبعاث موجات الجاذبية.
وتنتج هذه الاندماجات أيضا ثقوبا سوداء أصغر حجما، يطلق عليها اسم "فتات الثقب الأسود"، وذلك بسبب مجالات الجاذبية الشديدة المعنية.
وتولد هذه الفتات انفجارات أشعة جاما ذات خصائص فريدة مرتبطة بعمر التبخر، واستخدم البحث كود "بلاك هوك" مفتوح المصدر لحساب أطياف تبخر هوكينج، مما يدل على أن انفجارات أشعة جاما الناتجة لها بصمة مميزة.
ويقول جياكومو كاتشياباليا، المؤلف الرئيسي من جامعة ليون: "يفتح هذا الاكتشاف فرصة ذهبية لتلسكوبات شيرينكوف الحالية للكشف عن إشعاع هوكينج".
وهذه التلسكوبات الأرضية، بما في ذلك "HESS" في ناميبيا، و "MAGIC" في جزر الكناري، يمكنها اكتشاف الفوتونات عالية الطاقة من خلال مراقبة ومضات إشعاع شيرينكوف التي تنشأ أثناء مرور أشعة جاما عبر الغلاف الجوي للأرض.
ولن يؤدي اكتشاف إشعاع هوكينج إلى تأكيد التنبؤ النظري الرئيسي فحسب، بل سيعزز أيضا فهمنا لإنتاج الثقب الأسود والسلوك الكمي للثقوب السوداء، ويمكن أن يكشف أيضا عن ظواهر فيزيائية جديدة مثل التناظر الفائق أو الأبعاد الإضافية.
وأشار كاتشياباليا: "لقد فوجئنا عندما اكتشفنا أن فتات الثقب الأسود يمكن أن تشع ضمن قدرات الكشف التي تتمتع بها تلسكوبات شيرينكوف الحالية".
وشدد على أن مراقبة الإشارة المقترحة من شأنها أن تتحدى المعرفة الحالية حول الثقوب السوداء وتشكلها.
ويخطط فريق البحث للتعاون مع المجموعات التجريبية لتحليل البيانات المجمعة بحثًا عن إشعاع هوكينج بعيد المنال.
