عادة نخاف من أشياء مألوفة، مثل لدغة ثعبان أو عنكبوت أو حادث سيارة، لكن فريقا بحثيا -بقيادة روبرت شيرر أستاذ الفيزياء في جامعة فاندربيلت الأميركية- قرر أن يذهب أبعد من ذلك ليسأل: “ماذا لو مرّ ثقب أسود صغير عبر جسم إنسان؟”.
السؤال ليس فضوليا فقط، بل إنه مرتبط أيضا بأحد أكبر ألغاز الكون وهو المادة المظلمة، إذ يُشتبه منذ سنوات في أن بعض أنواع المادة المظلمة قد تكون على شكل ثقوب سوداء صغيرة تكونت في اللحظات الأولى بعد الانفجار العظيم.
ثقوب سوداء من نوع خاص
الثقوب السوداء التي نسمع عنها عادة هي بقايا نجوم ضخمة انفجرت (مستعرات عظمى)، ثم انهارت على نفسها، فأصبحت أجساما ذات جاذبية هائلة لا يفلت منها حتى الضوء.
لكن هناك فئة أخرى افتراضية تسمى الثقوب السوداء الأولية، يُظن أنها تشكلت في الثواني الأولى من عمر الكون إثر تقلبات هائلة في الكثافة. هذه الثقوب قد تتراوح كتلها -نظريا- من أحجام أقل بكثير من وزن مشبك ورق إلى أخرى أكبر من كتلة الشمس بنحو 100 ألف مرة.
بعض العلماء يقترح أن هذه الثقوب السوداء يمكن أن تشكل جزءا أو حتى كل المادة المظلمة المنتشرة في الكون، لذلك فهم خصائصها وحدودها مهم جدا لفهم تركيب الكون نفسه.
احتمالان لا ثالث لهما
وحسب الدراسة، التي نشرها شيرر وفريقه في دورية “إنترناشونال جورنال أوف مودرن فيزكس دي”، فنحن أمام احتمالين إذا اخترق ثقب أسود بهذا الحجم جسد الإنسان، الأول هو موجات صدمة، كرصاصة ثقالية.
فعندما يتحرك جسم بسرعة تفوق سرعة الصوت في وسط مادي (كالهواء أو الأنسجة)، فإنه يخلق موجة صدمة تشبه المخروط، كما يحدث مع الطائرات التي تطير بسرعات فوق صوتية.
الثقب الأسود الأولي، إذا مر عبر جسم الإنسان بسرعة كبيرة، سيولد موجة صدمة في الأنسجة التي يخترقها، والنتيجة قريبة من تأثير طلقة رصاص، لكن مصدرها هو الجاذبية المكثفة لهذا الثقب الصغير، لا المعدن، هنا ستتمزق الأنسجة على طول مساره، وقد يكون الضرر مميتا إذا كانت كتلة الثقب كبيرة بما يكفي.
أما النوع الثاني من التأثير فهو قوى المدّ الثقالية، وهي الفكرة نفسها التي تسبب المد والجزر في البحار بسبب اختلاف قوة جاذبية القمر بين جهة الأرض المواجهة له والجهة البعيدة عنه.
إذا كان هناك ثقب أسود صغير جدا يمر في مسافة قريبة من خلايا الجسم، فإن الجاذبية في جهة من الخلية ستكون أقوى قليلا منها في الجهة الأخرى، فينشأ شدّ وتقطيع في البنية الداخلية للأنسجة.
يشير شيرر إلى أن خلايا الدماغ قد تكون الأكثر حساسية لهذه القوى، فحتى اختلافات صغيرة في الجاذبية على مستوى الخلايا العصبية قد تسبب أضرارا كبيرة.
أصغر كتلة
في الدراسة، حاول شيرر أن يحدد أصغر كتلة لثقب أسود أولي يمكنها أن تسبب إصابة خطيرة أو مميتة عند المرور عبر جسم الإنسان، إذا كانت الكتلة كبيرة بما يكفي (كتلة كوكب كبير)، فسيشبه تأثير الثقب الأسود مرور طلقة ذات طاقة هائلة، مع كل ما يرافق ذلك من تهتك في الأنسجة ونزيف داخلي.
أما إذا كان الثقب الأسود أصغر بكثير (كتلة كويكب صغير) فقد يمر عبر جسمك دون أن تشعر به إطلاقا، إذ تكون موجات الصدمة وقوى المد في هذه الحالة ضعيفة إلى درجة لا تترك أثرا يذكر.
ورغم كتلته تلك، فإن نطاق جاذبية الثقب الأسود الأولي (نصف قطر شفارتزشيلد) صغير جدا لدرجة أنه سيعبر بين ذرات جسمك دون أن يمتصها أو يؤثر عليها بشكل ملحوظ.
وفي النهاية، خلصت الدراسة إلى أن احتمالية حدوث هذا التصادم “شبه مستحيلة”. فحتى لو كانت المادة المظلمة كلها مكونة من هذه الثقوب، فإن احتمال اصطدام أحدها بإنسان هو مرة واحدة على مدى مليارات السنين.
تحليل وتفاصيل إضافية
تستكشف المقالة سؤالًا افتراضيًا ولكنه مثير للاهتمام: ماذا لو مر ثقب أسود أولي عبر جسم الإنسان؟ تكمن أهمية هذا السؤال في علاقته بالمادة المظلمة، حيث يُعتقد أن هذه الثقوب السوداء الأولية قد تكون جزءًا منها. يعرض المقال احتمالين رئيسيين للتأثير: موجات صدمة مميتة ناتجة عن السرعة الهائلة للثقب الأسود، وقوى المدّ الثقالية التي قد تمزق الأنسجة على المستوى الخلوي. تبرز الدراسة كيف أن حتى اختلافات طفيفة في الجاذبية على مستوى الخلايا العصبية يمكن أن تسبب أضرارًا كبيرة. ومع أن الاحتمالية شبه مستحيلة، فإن البحث يساعد في تحديد خصائص هذه الثقوب السوداء، ويساهم في فهم أعمق للمادة المظلمة والكون بشكل عام. يتميز المقال بتبسيطه للمفاهيم الفيزيائية المعقدة، مما يجعله متاحًا لجمهور واسع.
