ربما نجت الثقوب السوداء القديمة من حقبة كونية قبل الانفجار الكبير

يشير نموذج الارتداد الكوني الجديد إلى أن بقايا الكون قبل الانفجار الكبير ربما لا تزال موجودة حتى اليوم.

ماذا لو كانت بعض أقدم الأجسام في الكون هي في الواقع أقدم من الكون؟ الانفجار العظيم نفسها؟

دراسة جديدة من جامعة بورتسموث يقترح أن الثقوب السوداء القديمة ربما تكون قد نجت من وقت ما قبل وجود الكون كما نعرفه. من الممكن أن تكون هذه الآثار الافتراضية، التي توصف بأنها “حفريات كونية”، قد عانت من تحول كوني كبير وربما لا تزال منتشرة في جميع أنحاء الكون اليوم. إذا كانت موجودة، فإنها يمكن أن تساعد في حل أحد أكبر ألغاز علم الفلك: هوية المادة المظلمة، المادة غير المرئية التي يبدو أنها تفوق المادة العادية وتشكل نمو المجرات.

يتحدى هذا البحث وجهة النظر التقليدية القائلة بأن كل شيء بدأ بانفجار عظيم واحد. وبدلاً من ذلك، فهو يستكشف سيناريو “الارتداد” الذي كان فيه الكون ينكمش قبل أن ينعكس إلى التوسع الذي نلاحظه اليوم. في تلك الصورة، قد تكون بعض الهياكل قد نجت من هذه الفترة الانتقالية، وتحمل معلومات من حقبة كونية سبقت أول ضوء يمكن ملاحظته في الكون.

تحدي صورة الانفجار الكبير القياسية

وقال البروفيسور إنريكي غازتانياغا، المؤلف الرئيسي للدراسة من معهد علم الكونيات والجاذبية بجامعة بورتسموث ومعهد علوم الفضاء في برشلونة: “على مدار قرن تقريبًا، تتبع علماء الكونيات تاريخ الكون إلى لحظة دراماتيكية واحدة تُعرف باسم الانفجار الكبير. في الصورة القياسية، ظهر المكان والزمان من حالة كثيفة شديدة الحرارة منذ حوالي 13.8 مليار سنة، تليها مليارات السنين من التوسع الكوني والمجرات”. تشكيل.

“لقد حقق هذا النموذج نجاحًا ملحوظًا. فهو يفسر الخلفية الكونية الميكروية – الإشعاع الخافت المتبقي من الكون المبكر – ويتنبأ بدقة بكيفية توزيع المجرات عبر مسافات كونية شاسعة.

“لكن بعضًا من أعمق الألغاز في الفيزياء لا تزال دون حل. ما زلنا لا نعرف ما الذي أدى إلى الانفجار الكبير، أو لماذا بدأ الكون في مثل هذه الحالة الخاصة، أو ما الذي تسبب في انفجار قصير من التوسع السريع المعروف باسم التضخم، أو ما هي “المادة المظلمة” غير المرئية التي تفوق المادة العادية بحوالي خمسة إلى واحد.

“يستكشف بحثنا إمكانية ربط العديد من هذه الألغاز: ربما لم يبدأ الكون بانفجار فردي على الإطلاق، ولكنه خرج بدلاً من ذلك من ارتداد كوني يحاكي التضخم، مع احتمال بقاء بعض أقدم الأشياء في الكون كآثار من قبله”.

ووفقا للباحثين، ربما تكون بعض الثقوب السوداء قد تشكلت قبل الارتداد واستمرت خلال الانتقال إلى الكون المتوسع. ولا يزال من الممكن لهذه الأجسام القديمة أن تؤثر على بنية المجرات وتطورها بعد مليارات السنين.

وربما تكونت ثقوب سوداء أخرى بعد وقت قصير من الارتداد. في هذا السيناريو، كانت تقلبات الكثافة الكبيرة غير المعتادة في الكون المبكر قد خلقت تركيزات كثيفة من المادة التي انهارت بسهولة أكبر تحت الجاذبية، مما ساعد الثقوب السوداء وغيرها من الهياكل الكونية الكبيرة على التشكل في مرحلة مبكرة.

الكون الذي يرتد بدلا من البداية

في نظرية النسبية العامة لأينشتاين، يرتبط الانفجار الكبير بالتفرد، وهي حالة تصبح فيها الكثافة لا نهائية ولا تعود قوانين الفيزياء المعروفة قابلة للتطبيق. ويرى العديد من علماء الفيزياء أن هذا دليل على أن النظريات الحالية لا يمكنها وصف اللحظات الأولى للكون بشكل كامل.

أحد البدائل المقترحة هو علم الكونيات المرتد. في هذا النموذج، يبدأ الكون كسحابة هائلة تتقلص قبل أن تعكس اتجاهها وتتوسع مرة أخرى. وبدلاً من الوصول إلى تفرد لا نهائي، فإنه يصل إلى كثافة عالية للغاية ولكن محدودة قبل أن يرتد.

وأضاف البروفيسور غازتانياغا: “غالبًا ما تشير التفردات إلى أن وصفنا النظري قد وصل إلى حدوده. ويوفر الارتداد طريقة للكون للانتقال من الانكماش إلى التوسع دون الحاجة إلى فيزياء غريبة جديدة”.

شرح التضخم والطاقة المظلمة والمادة المظلمة

ويجادل الفريق بأن مثل هذا الارتداد يمكن أن ينشأ بشكل طبيعي من فيزياء الكم. عند الكثافات العالية للغاية، يمكن للتأثيرات الكمومية أن تولد ضغطًا يمنع المادة من الضغط إلى أجل غير مسمى، وهي عملية معروفة بالفعل بتثبيت الأجسام الكثيفة مثل الأقزام البيضاء والنجوم النيوترونية وإعادة إنتاج مرحلة التوسع التضخمي.

في النموذج الجديد، يمكن لنفس النوع من الضغط الكمي أن يعمل على نطاق الكون بأكمله. ومع تقدم الانكماش، فإن هذا الضغط يمكن أن يوقف الانهيار ويؤدي إلى تجدد التوسع.

ويشير الباحثون إلى أن هذه الآلية قد تعالج أيضًا لغزين كونيين رئيسيين. ويمكن أن يساعد في تفسير التضخم، وهي فترة التوسع السريع والموحد بشكل ملحوظ في بداية الكون. وقد يقدم أيضًا نظرة ثاقبة للتسارع الحالي للتوسع الكوني، والذي يُعزى عادةً إلى الطاقة المظلمة.

أحد التنبؤات المثيرة للاهتمام بشكل خاص هو أن بعض الهياكل التي تم إنشاؤها خلال مرحلة التعاقد ربما نجت من الارتداد. تشير حسابات الفريق إلى أن الأجسام المدمجة التي يزيد حجمها عن حوالي 90 مترًا (295 قدمًا) يمكن أن تمر عبر الفترة الانتقالية وتظهر في الكون المتوسع.

تشمل الآثار المحتملة موجات الجاذبيةوتقلبات الكثافة والثقوب السوداء القديمة.

ويمكن أيضًا ربط هذه الثقوب السوداء الباقية بالمادة المظلمة. إذا تشكلت كمية كافية أثناء الارتداد، فقد تكون مسؤولة عن جزء كبير من المادة المظلمة، أو ربما كلها.

القرائن في الكون المبكر

قد يساعد النموذج أيضًا في تفسير الأحداث الأخيرة تلسكوب جيمس ويب الفضائي ملاحظات للأجسام الضخمة بشكل غير متوقع في الكون الشاب، والتي يشار إليها غالبًا باسم “النقاط الحمراء الصغيرة”. ويعتقد العديد من علماء الفلك أن هذه المصادر مرتبطة بالثقوب السوداء سريعة النمو والتي ظهرت بشكل مفاجئ في وقت مبكر من التاريخ الكوني.

وقال غازتانياغا: “إذا كانت الثقوب السوداء الضخمة موجودة بالفعل مباشرة بعد الارتداد، فلن يحتاج الكون المبكر إلى البدء من الصفر عند بناء المجرات الأولى”.

تقدم النظرية عدة طرق لاختبار تنبؤاتها. يمكن أن تبحث عمليات الرصد المستقبلية عن بقايا موجات الجاذبية من حقبة كونية سابقة أو البحث عن توقيعات دقيقة في الخلفية الكونية الميكروية التي تحافظ على أدلة الظروف قبل الانفجار الكبير.

وأضاف غازتانياغا: “لا يزال هناك الكثير من العمل لاختبار هذه الأفكار”. “ولكن إذا شهد الكون ارتدادًا، فإن الهياكل المظلمة التي تشكل المجرات اليوم يمكن أن تكون بقايا من حقبة كونية سبقت الانفجار الكبير”.

المرجع: “آثار الارتداد الكوني: الثقوب السوداء وموجات الجاذبية والمادة المظلمة” بقلم إنريكي غازتانياغا، 24 فبراير 2026، المراجعة البدنية د.
دوى: 10.1103/pr4p-6m49

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.