دراسة تشير إلى أن أصول الثقوب السوداء الثنائية قد تكون مخفية في لفاتهاواشنطن-سبأ: في دراسة حديثة نُشرت في مجلة "رسائل علم الفلك والفيزياء الفلكية" Astronomy and Astrophysical Letters ، استخدم فريق من الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا نماذج كمبيوتر مختلفة لفحص 69 ثقبًا أسودًا ثنائيًا مؤكدًا للمساعدة في تحديد أصلهم ووجدوا أن نتائج بياناتهم قد تغيرت بناءً على النموذج. وبشكل أساسي ، غيّرت المدخلات المخرجات باستمرار ، ويرغب الباحثون في فهم أفضل لكيفية حدوث ذلك ولماذا وما هي الخطوات التي يمكن اتخاذها للحصول على نتائج أكثر اتساقًا. وتقول سيلفيا بيسكوفينو ، وهي طالبة دراسات عليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تعمل في مختبر LIGO ، ومؤلفة مشاركة في الدراسة ، في بيان "عندما تغير النموذج وتجعله أكثر مرونة أو تضع افتراضات مختلفة ، تحصل على إجابة مختلفة حول كيفية تشكل الثقوب السوداء في الكون ،" ... ونظهر أن الناس بحاجة إلى توخي الحذر لأننا لم نصل بعد إلى مرحلة بياناتنا حيث يمكننا تصديق ما يخبرنا به النموذج." ومثل النجوم الثنائية ، الثقوب السوداء الثنائية عبارة عن جسمين ضخمين يدوران حول بعضهما البعض ، ولكل منهما القدرة على الاصطدام - أو الاندماج - معًا ، مع خاصية مشتركة أخرى وهي أن الثقوب السوداء تولد أحيانًا من انهيار النجوم الضخمة المحتضرة ، والمعروفة أيضًا باسم سوبرنوفا. ولكن كيف نشأت الثقوب السوداء الثنائية لا يزال لغزا ، حيث توجد فرضيتان حاليتان تتعلقان بتكوينهما: "التطور الثنائي للمجال" و "التجميع الديناميكي". ويتضمن التطور الثنائي الميداني عندما ينفجر زوج من النجوم الثنائية ، مما يؤدي إلى وجود ثقبين أسودين في مكانهما ، والذي يستمر في الدوران حول بعضهما البعض كما كان من قبل. ونظرًا لأنهم كانوا في البداية يدورون حول بعضهم البعض كنجوم ثنائية ، فمن المعتقد أنه يجب محاذاة دورانهم وميلهم أيضًا. ويفترض العلماء أيضًا أن السبينات المتوافقة تشير إلى أنها نشأت من قرص مجري ، نظرًا لبيئتها الهادئة نسبيًا. ويتضمن التجميع الديناميكي عندما يتم جمع ثقبين أسودين فرديين ، كل منهما بميله ودورانه الفريدين ، في النهاية عن طريق عمليات فيزيائية فلكية متطرفة ، لتشكيل نظام الثقب الأسود الثنائي الخاص بهما . ويُفترض حاليًا أن هذا الاقتران سيحدث على الأرجح في بيئة كثيفة مثل الكتلة الكروية ، حيث يمكن لآلاف النجوم القريبة من بعضها البعض أن تجبر ثقبين أسودين معًا. والسؤال الحقيقي هو: ما هو جزء الثقوب السوداء الثنائية الذي ينشأ من كل طريقة على حدة؟ يعتقد علماء الفلك أن هذه الإجابة تكمن في البيانات ، وتحديداً قياسات دوران الثقب الأسود. وباستخدام 69 ثقبًا أسودًا مؤكدًا ، حدد علماء الفلك أن هذه الأجسام الضخمة يمكن أن تنشأ من كل من العناقيد الكروية والأقراص المجرية. وعمل مختبر LIGO في الولايات المتحدة مع نظيره الإيطالي ، العذراء ، للتأكد من الدورات (فترات الدوران) لـ 69 ثقبًا أسودًا مؤكدًا. وقالت بيسكوفينو "لكننا أردنا أن نعرف ، هل لدينا بيانات كافية لعمل هذا التمييز؟"...واتضح أن الأمور فوضوية وغير مؤكدة ، وهي أصعب مما تبدو." وبالنسبة للدراسة ، قام الباحثون باستمرار بتعديل سلسلة من نماذج الكمبيوتر للتأكد مما إذا كانت نتائجهم تتفق مع توقعات كل نموذج. وتم تكوين أحد هذه النماذج بحيث يفترض أن جزءًا بسيطًا فقط من الثقوب السوداء الثنائية قد تم إنتاجه باستخدام لفات محاذاة ، حيث يحتوي الباقي على يدور عشوائية. تم تكوين نموذج آخر للتنبؤ بتباين متوسط اتجاه الدوران. وفي النهاية ، أشارت النتائج التي توصلوا إليها إلى أن النتائج تتغير باستمرار وفقًا للنماذج المعدلة. وبشكل أساسي ، تم تغيير النتائج باستمرار بناءً على تعديلات النموذج ، مما يعني أنه من المحتمل أن تكون هناك حاجة لبيانات أكثر من 69 ثقبًا أسودًا ثنائيًا مؤكدًا للحصول على نتائج أكثر اتساقًا. وقالت بيسكوفينو: "تُظهر ورقتنا أن نتيجتك تعتمد كليًا على كيفية نمذجة الفيزياء الفلكية الخاصة بك ، بدلاً من البيانات نفسها". بدوره، قال سالفاتور فيتالي ، أستاذ الفيزياء المشارك وعضو معهد كافلي للفيزياء الفلكية وأبحاث الفضاء: "نحتاج إلى بيانات أكثر مما كنا نظن ، إذا أردنا تقديم ادعاء مستقل عن الافتراضات الفيزيائية الفلكية التي نتخذها". في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، والمؤلف الرئيسي للدراسة. ولكن ما مقدار البيانات التي سيحتاجها علماء الفلك؟ يقدر Vitale أن شبكة LIGO ستكون قادرة على اكتشاف ثقب أسود ثنائي جديد كل بضعة أيام ، بمجرد عودة الشبكة إلى الخدمة في أوائل عام 2023. وقال فيتالي: "قياسات الدوران التي لدينا الآن غير مؤكدة للغاية"...ولكن بينما نبني الكثير منها ، يمكننا الحصول على معلومات أفضل. ثم يمكننا القول ، بغض النظر عن تفاصيل نموذجي ، فإن البيانات تخبرني دائمًا بنفس القصة - قصة يمكننا تصديقها بعد ذلك." 
|
|
