أثبت فريق من العلماء، أن العالم الراحل ستيفن هوكينج، كان على حق فيما يخص نظرية الثقب الأسود الفيزيائي، القائلة بأن آفاق الحدث للثقوب السوداء - لا يمكن أن يهرب أو يفلت منه أي شيء، مهما كانت طبيعة المادة.
وآفاق الحدث الخاصة بالثقوب السوداء - وهي الحدود التي لا يمكن أن يفلت منها شيء - كما لا تتقلص أبدًا أو تنكمش وهو ما تم إثباته نظريًا.
وأكد فريق من العلماء، بقيادة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، نظرية منطقة الفيزيائي الراحل بدقة تزيد عن 95 بالمائة باستخدام مراقبة موجات الجاذبية.
وحقق الفريق هذا الاختراق باستخدام بيانات من GW150914، وهي أول موجات جاذبية تم اكتشافها، والتي تم إنشاؤها بواسطة ثقبين أسودين وهو حدث أطلق كمية كبيرة من الطاقة المتموجة عبر «الزمكان».
وأعاد فريق العلماء تحليل الإشارة من موجات الجاذبية قبل وبعد الاصطدام الكوني، وحددوا أن منطقة أفق الحدث، لم تقل أو تنكمش بعد الاندماج.
وفي عام 2019، طور فريق العلماء تقنية لاستخراج الصدى مباشرة بعد ذروة GW150914 - وهي اللحظة التي اصطدم فيها الثقبان الأسودان الأصليان لتكوين ثقب أسود جديد.
واستخدم الفريق هذه التقنية لاختيار ترددات معينة، أو نغمات للآثار الصاخبة، والتي يمكنهم استخدامها لحساب الكتلة النهائية للثقب الأسود ودورانه.
وترتبط كل من الكتلة والدوران بمنطقة أفق الحدث للثقب الأسود، مما دفع الباحثين إلى التساؤل، عما إذا كان بإمكانهم مقارنة الإشارة قبل الاندماج وبعده لتأكيد نظرية هوكينج ؟.
وللإجابة على السؤال، قام الفريق بتقسيم إشارة GW150914 عند ذروتها، أو الاندماج، ثم طور نموذجًا لتحليل الإشارة من قبل لتحديد كتلة ودوران الثقوب السوداء المعنية.
وحسب الباحثون مساحة الأفق الإجمالية لكل من الثقوب السوداء، وكانت حوالي 90734 ميلًا مربعًا، أي ما يقرب من تسعة أضعاف مساحة ماساتشوستس، ثم استخدموا تقنيتهم السابقة لاستخراج "الحلقة" أو ارتدادات الثقب الأسود المتكون حديثًا.
وسمح ذلك للفريق بحساب كتلة الثقب الأسود المتكون حديثًا ودورانه، جنبًا إلى جنب مع منطقة أفقه، ووجدوا أنها تعادل 14169 ميلا مربعا - 13 مرة مساحة منطقة باي ستيت التي تشمل كونيتيكت ورود آيلاند وفيرمونت الأمريكية.
وقال الباحثون: "تظهر البيانات بثقة ساحقة، أن منطقة الأفق زادت بعد الاندماج، ولقد كان من المريح أن نتيجتنا تتفق مع النموذج الذي نتوقعه، وتؤكد فهمنا لعمليات اندماج الثقوب السوداء المعقدة هذه".
ويخطط الفريق لإجراء مزيد من الاختبارات لنظرية منطقة هوكينج، وغيرها من النظريات القديمة لميكانيكا الثقب الأسود، باستخدام بيانات من LIGO و Virgo وهي نظيرتها في إيطاليا.
