حدد العلماء حركة ملتوية غريبة في مداري اصطدام ثقبين أسودين، وهي ظاهرة غريبة تنبأت بها نظرية أينشتاين للنسبية العامة. وتشير الدراسة إلى أن هذه هي المرة الأولى التي يُشاهد فيها هذا التأثير، المعروف باسم "المبادرة" (أو المداورة، وهي حركة دائرية متغيرة حول محور يسمى محور المبادرة)، في الثقوب السوداء، حيث يكون الالتواء أسرع بعشرة مليارات مرة من الملاحظات السابقة.

وقال العلماء إن هذا الثقب الأسود "المتذبذب" هو المثال الأكثر تطرفا على الإطلاق. وتم رصد نظام الثقب الأسود الثنائي، الذي يُطلق عليه اسم GW200129، لأول مرة بواسطة موجات الجاذبية، قبل عامين، بواسطة أجهزة كشف LIGO وVirgo المتقدمة، ومقراتها الولايات المتحدة وإيطاليا على التوالي، في أوائل عام 2020.

وتقول الدراسة إن أحد هذين الثقبين أكبر بـ 40 مرة من شمسنا وربما يكون أسرع ثقب أسود عثر عليه بهذه الطريقة (من خلال موجات الجاذبية) على الإطلاق. وعلى عكس جميع الملاحظات السابقة، فإن الثقب الأسود الذي يدور بسرعة شوه الزمكان لدرجة أنه تسبب في "تذبذب" مدار النظام الثنائي بالكامل.

وقال الدكتور تشارلي هوي، الباحث في جامعة كارديف أثناء الدراسة، وهو الآن في جامعة بورتسموث: "حتى الآن، كانت معظم الثقوب السوداء، التي وجدناها مع موجات الجاذبية، تدور ببطء إلى حد ما. وكان الثقب الأسود الأكبر في هذا الثنائي، والذي كان أكبر بنحو 40 مرة من كتلة الشمس، يدور بأسرع ما يمكن فيزيائيا. وتشير نماذجنا الحالية لكيفية تشكل الثنائيات إلى أن هذا النموذج نادر للغاية، وربما حدث واحد من كل ألف. أو قد يكون علامة على أن نماذجنا بحاجة إلى تغيير".

وقال العلماء إنها المرة الأولى التي تُشاهد فيها هذه الظاهرة في ثقوب سوداء مثل هذه، بعد سنوات من النظرية. وأشار البروفيسور مارك هانام من معهد Gravity Exploration Institute بجامعة كارديف: "لطالما اعتقدنا أن الثقوب السوداء الثنائية يمكنها فعل ذلك. كنا نأمل في تحديد مثال على ذلك منذ اكتشافات موجات الجاذبية الأولى. وكان علينا الانتظار لمدة خمس سنوات وأكثر من 80 عملية اكتشاف منفصلة، ولكن في النهاية لدينا واحدة".

ويعد هذا السبق جزءا من نظرية النسبية العامة لأينشتاين، وبالتالي فإن وجودها معروف منذ بعض الوقت. لكن رؤيتها في الثقوب السوداء تعني أنه يمكن رؤيتها في أقصى الظروف الممكنة. وسابقا، كان أفضل مثال على هذه الظاهرة نجمان نيوترونيان يستغرق إحداثهما حركة "المبادرة" 75 عاما. وفي المثال الجديد، يحدث هذا كل بضع ثوان.