فكرة أينشتاين عن الثقب الأسود كانت صحيحة !

للمرة الأولى، تم رصد منطقة غريبة حول الثقوب السوداء تسمى «منطقة الغطس». وهذه المنطقة، التي تتوقف فيها المادة عن الدوران حول الثقب الأسود وبدلًا من ذلك فإنها تسقط فيه مباشرة، كانت قد تنبأت بها نظرية النسبية العامة لأبرت أينشتاين وإن لم تجر ملاحظتها من قبل. وقد نتعلم من دراسة مناطق الغطس هذه كيف تتشكل الثقوب السوداء وتتطور، بالإضافة إلى الكشف عن معلومات جديدة حول طبيعة الزمكان.

عندما تقترب المادة أكثر مما ينبغي من ثقب أسود، فإنها تتمزق وتشكل حلقة مدارية من حوله تسمى القرص التراكمي. وتتنبأ نظرية النسبية العامة بضرورة وجود حدٍّ داخلي للقرص التراكمي لا يمكن بعده أن يدور أي شيء حول الثقب الأسود، ولكن يجب بدلًا من ذلك على كل شيء أن يغطس مباشرة إلى داخله، وتزداد سرعة سقوطه بشدة لتقترب من سرعة الضوء.

يقول أندرو موميري من جامعة أكسفورد: إن «الأمر أشبه بنهر يتحول إلى شلال، ولقد كنا ولا نزال حتى الآن ننظر إلى النهر. لو كان أينشتاين مخطئًا، فسيكون ثابتًا حتى مصبه، أي سيظل حتى النهاية نهرًا». ولكننا الآن ألقينا النظرة الأولى على الشلال بما يشي بأن أينشتاين كان على حق.

رأي أندرو موميري وزملاؤه دليلًا لمنطقة غطس محيطة بثقب أسود في نظام ثنائي يطلق عليه (ماكسي جيه 1820+070) ويقع على بعد قرابة عشرة آلاف سنة ضوئية من كوكب الأرض. وقد استعملوا بيانات من مصفوفة التليسكوب الطيفي النووي (NuSTAR) وهو تليسكوب قائم في الفضاء يعمل بالأشعة السينية، في إقامة نماذج للضوء من قرص تراكمي في ثقب أسود.

وقد وجدوا أن النماذج لا تلائم البيانات إلا عندما أدرجوا الضوء المنبعث من مادة في منطقة غطس إضافة إلى الضوء المنبعث من قرص تراكمي (الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية).

ويقول جريج سالفيسين من مختبر لوس ألاموس الوطني في نيو مكسيكو، وهو لم يشارك في هذا العمل، «في السابق، كنا نعتقد بطريقة ما أن أي شيء يعبر هذه الحدود لن يتاح له من الوقت ما يجعله يشع بشكل ملحوظ قبل أن يغطس في الثقب الأسود»، لذلك لن يتمكن الباحثون من رؤية أي شيء. ويستدرك قائلا: «ولكن يتبين أن منطقة الغطس هذه تصدر ضوءًا إضافيًا لم يكن متوقعًا».

هذا الضوء الإضافي يمكن أن يحلّ مشكلة قائمة منذ أمد بعيد في علم فلك الأشعة السينية، التي تظهر فيها الثقوب السوداء وهي تدور أسرع مما تتنبأ به النظرية. دوران الثقب الأسود وسطوع المنطقة المحيطة به مترابطان، ومن ثم فإضافة بعض الضوء الإضافي قد يعيد الدورانات إلى الاتساق مع التنبؤات. يقول سلافسي: إن «دورانات الثقب الأسود تنبئنا بشتى الأمور، فلو أن بوسعنا أن نقيسها بطريقة أفضل فبوسعنا أن نجيب أطنانًا من الأسئلة».

يتضمن ذلك أسئلة عن طبيعة الجاذبية والزمكان نفسه؛ لأن مناطق الغطس من أصعب مناطق الفضاء التي يمكننا أن نراقبها. فمنطقة الغطس تقع خارج أفق الحدث مباشرة، ومن بعدها تكون قوى الجاذبية بالغة القوة، فلا مهرب لمادة منها أو حتى لضوء.

يقول أندرو موميري: إنه «من الناحية التقنية، إذا كان لدى المادة صاروخ فبوسعها أن تهرب من منطقة الغطس، لكن يكون مقدورًا لها الفشل؛ إذ يصبح فلكها غير مستقر ويتسارع بشدة باتجاه سرعة الضوء، واحتمال عودتها يقارب احتمال عودة الماء من حافة شلال».