شرح عمليات اندماج الثقوب السوداء: ماذا يحدث عندما يصطدم ثقبان أسودان في الفضاء؟

تعد عمليات اندماج الثقوب السوداء من أكثر الأحداث نشاطًا وكثافة المعروفة في الكون. عندما يقترب ثقبان أسودان بدرجة كافية ليتصادما، يبدأان بالدوران حول بعضهما البعض على مسافة، ويقتربان ببطء. يمكن أن تحدث هذه الحركة بعدة طرق، إما عن طريق ولادتها كنجوم ثنائية أو عن طريق الالتقاء في مكان ما في الفضاء السحيق. ومع ذلك، لكي تندمج، يجب عليها التخلص من كمية كبيرة من الطاقة، والتي تبدأ في فقدانها من خلال التفاعلات مع المواد القريبة، مثل الغاز أو الغبار أو حتى النجوم.

فقدان الطاقة للاقتراب

ومع اقتراب الثقوب السوداء، تؤثر جاذبيتها على الفضاء المحيط بها. يمكن لأي أجسام قريبة، سواء كانت كميات صغيرة من الغاز أو أجرام سماوية أكبر، أن تسقط فيها أو تهرب مع تعزيز الطاقة. تتسبب هذه التفاعلات في فقدان الثقوب السوداء لبعض طاقتها، مما يؤدي إلى تقريبها من بعضها البعض ببطء. ولكن، عند نقطة معينة، لا تكون هذه القوى الخارجية كافية لمواصلة جذبهم.

موجات الجاذبية تتولى زمام الأمور

عندما تكون الثقوب السوداء قريبة بما فيه الكفاية، فإنها تبدأ في توليد موجات الجاذبية، والتي هي في الأساس تموجات في نسيج الزمكان. تصبح هذه الموجات هي القوة الأساسية التي تستنزف الطاقة من النظام، لكنها تصبح قوية بما يكفي فقط عندما تكون الثقوب السوداء قريبة جدًا من بعضها البعض. وتبقى “مشكلة الفرسخ الفلكي الأخير” سؤالا دون حل، حيث يكافح العلماء لشرح كيفية تغطية الثقوب السوداء للفجوة النهائية للتصادم.

لحظة التأثير

عندما تقترب الثقوب السوداء من نقطة تصادمها، تبدأ آفاق الحدث الخاصة بها – وهي الحدود التي لا يمكن لأي شيء الهروب بعدها – في التشوه والتمدد تجاه بعضها البعض. وفي نهاية المطاف، تندمج هذه الآفاق لتشكل ثقبًا أسود واحدًا أكبر حجمًا. الحدث الإصدارات كمية هائلة من الطاقة، مع تحول جزء من كتلة الثقوب السوداء الأصلية إلى موجات جاذبية، كما لاحظ مرصد LIGO في عام 2016.