هل وُلد كوننا من ثقب أسود فائق؟

يقترح علماء أن الانفجار العظيم ليس إلا سراب لانهيار نجم في أبعاد أعلى من أبعاد كوننا !؟ ربما آن الأون لنودع نظرية الانفجار العظيم

يعتقد مجموعة من علماء الكون أن الكون تكوّن من بقايا قُذفت عندما انهار نجم رباعي الأبعاد ليصبح ثقباً أسوداً، في أمل أن يساعد هذا السيناريو في فهم سبب التجانس الحراري للكون في كل الاتجاهات

يخبرنا النموذج المعياري للانفجار العظيم بأن الكون انفجر من نقطة متناهية الصغر وشديدة الكثافة “أو ما يسمى بالمتفردة”، لكن ما لا يعلمه أحد إلى الآن هو ما الذي حفز هذا الانفجار؟ قوانين الفيزياء التي نعرفها لا تخبرنا بالذي حدث في تلك اللحظة

كما أنه من الصعب أن نفسر كيف لانفجار كبير وعنيف أن يخلّف وراءه كون يحتوي على درجات حرارة تعتبر تقريباً متجانسة في كل مكان في الكون, لأنه لا يبدو أن كان هناك وقت كافي لحظة ولادة الكون حتى يصل إلى هذا الاتزان الحراري

بالنسبة لمعظم علماء الكون, يبدو التفسير الأكثر منطقية لهذا التماثل والتجانس, بأن بعد وقت قصير من بداية الزمن, أدت طاقة غير معروفة الشكل و التركيب إلى اتساع الكون في بداية عمره بمعدل يفوق سرعة الضوء. وبهذه الطريقة، بقعة صغيرة بدرجة حرارة منتظمة تمددت إلى الكون الشاسع الذي نراه اليوم. لكن يشير أفشوردي إلى أن الانفجار العظيم كان جداً فوضوياً, ولا يبدو واضحاً ما إذا كان هنالك بقعة صغيرة متجانسة من الأساس حتى يبدأ الاتساع بالعمل عليها

في دراسة مبدئية رفعت في خادم ( آركسيف ) يوجه فريق من العلماء انتباههم لاقتراح العالم (جيا دفالي) – الذي يعمل الآن في جامعة ماكسيميليانز في ألمانيا – و زملاؤه في عام 2000 في دراستهم المنشورة في دورية (رسائل الفيزياء) بعنوان “الجاذبية رباعية الأبعاد على غشاء في فضاء منكوفسكي خماسي الأبعاد” . في ذلك النموذج, كوننا الثلاثي الأبعاد عبارة عن غشاء يطفو خلال كون ضخم ذو أربع أبعاد مكانية

أدرك أفشوردي وفريقه أنه إذا احتوى الكون الضخم نجوما خاصة به رباعية الأبعاد أيضا قد ينهار بعض منها لتشكل ثقب أسود (رباعي الأبعاد) بنفس الطريقة التي تنهار فيها النجوم الضخمة في كوننا: ينفجروا على شكل سوبر نوفا, ويقذفوا الطبقات الخارجية للنجم بشكل عنيف في حين أن الطبقات الداخلية تنهار لتشكل ثقب أسود

في كوننا, الثقب الاسود محاط بسطح كروي يسمى “أفق الحدث”، في حين أنه في فضاء عادي ثلاثي الابعاد مثل كوننا يتطلب جسم ذو بعدين “سطح ما” ليشكل حداً داخل الثقب الأسود. على الجانب الآخر، أفق الحدث لثقب أسود رباعي الابعاد في كون فائق سوف يكون جسم ثلاثي الابعاد (بدلاً من بعدين)، وهذا الشكل يسمى  hypersphere الكرة الفائقة

عندما قام أفشوردي وفريقه بعمل نموذج محاكاة لموت نجم رباعي الأبعاد, وجدوا أن المواد المقذوفة من النجم يمكن أن تكون غشاء ثلاثي الأبعاد يحيط أفق الحدث للثقب الأسود, ويتمدد ببطء

ويفسر النموذج أيضا بشكل طبيعي تماثل وانتظام كوننا، لأن الكون الضخم الرباعي الأبعاد قد يكون موجود منذ زمن سحيق في الماضي, مما يجعل هنالك فرصة كبيرة للأجزاء المختلفة في الكون الرباعي الأبعاد لتصل إلى حالة الاتزان الحراري

لذلك يعتقد العلماء بأن كوننا قد يكون أحد الاسطح الثلاثية الابعاد التي تحيط بأفق الحدث لثقب أسود فائق

هناك بعض المشاكل في هذا النموذج, ولكن في وقت سابق من هذا العام نشرت وكالة الفضاء الاوروبية البيانات التي حصلت عليها من مرصد بلانك الفضائي والتي رسمت التقلبات أو التذبذبات الصغيرة في درجة حرارة أشعة المايكرويف الكونية الخلفية، وهي بقايا الإشعاع الذي يحمل بصمات الكون في لحظات مبكرة من عمره

الأنماط الملحوظة طابقت توقعات وتنبؤات نموذج الانفجار العظيم المعياري و نظرية الاتساع, ولكن نموذج الثقب الأسود ينحرف عن قياسات بلانك بمقدار ٤ في المائة

على الرغم من هذا التناقض , دفالي يمدح الطريقة البارعة و المبتكرة التي قام بها الفريق في إهمال نموذج الانفجار العظيم، مشيراً إلى أن المشكلة الجوهرية في علم Singularity الكونيات هي المتفردة

في حين أن نتائج بلانك تثبت صحة نظرية الاتساع يبقى السؤال عن كيفية حدوثه مفتوحا، و من الممكن أن تساعد هذه الدراسة على إعطاء تفسير لسبب حدوثه عن طريق حركة كوننا الثلاثي الابعاد ضمن كون رباعي الابعاد

______________________________________________________________________________________________________________
هذا العمل مبني على المقال المنشور في مجلة “نيتشر” لكاتبه زيا ميرالي ونشر في 13 سبتمبر 2013

دراسة “جيا دفالي” وزملاؤه التي نشرت في دورية (رسائل الفيزياء) عام 2000 بعنوان الجاذبية رباعية الأبعاد على غشاء في فضاء منكوفسكي خماسي الأبعاد

الدراسة المبدئية من أفشوردي وزملاؤه بعنوان خروجاً من الثقب الأبيض: الأصل الهولوغرافي للإنفجار العظيم

تدقيق: زينب عبدالله