عزز العلماء نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين من خلال استكشاف الألغاز الغريبة للنجوم القزمة البيضاء ومراكزها الميتة، حيث أظهرت دراسة جديدة أن علماء الفلك وضعوا نظريات منذ فترة طويلة حول العلاقة بين كتلة النجم القزم الأبيض ونصف قطره، لكنهم لم يتمكنوا من ملاحظة العلاقة حتى الآن، فعندما تكتسب النجوم القزمة البيضاء كتلة، تتقلص في الحجم على عكس معظم الأجرام السماوية المعروفة.
ووفقا لما ذكره موقع "space" الأمريكي، استخدم الباحثون طريقة جديدة تضم بيانات من آلاف الأقزام البيضاء لمراقبة الظاهرة الغريبة وتقديم المزيد من الأدلة لنظرية النسبية العامة.
وعندما ينفد الوقود من النجوم مثل شمسنا فإنها تتخلص من طبقاتها الخارجية ويتم تجريدها إلى نواة بحجم الأرض، وعُرف هذا اللب بالنجم القزم الأبيض، والذي يُعتقد أنه الحالة التطورية النهائية لجسم نجمي.
لكن هذه البقايا النجمية تحمل لغزًا، فعندما تزداد كتل الأقزام البيضاء، يتقلص حجمها، وبالتالي سينتهي الأمر بالأقزام البيضاء بكتلة مماثلة لكتلة الشمس، لكنها محشورة في جسم بحجم الأرض.
تصبح الأقزام البيضاء صغيرة جدًا ومضغوطة لدرجة أنها تنهار في النهاية إلى نجوم نيوترونية، وهي بقايا نجمية عالية الكثافة بنصف قطر لا يتجاوز 18 ميلاً (30 كيلومترًا).
كما تم وضع نظرية العلاقة بين الكتلة والشعاع الفردي داخل النجوم القزمة البيضاء منذ الثلاثينيات، حيث يُعتقد أن سبب زيادة كتلة الأقزام البيضاء في حين تتقلص في نفس الوقت ناتج عن حالة إلكتروناتها، فيتم ضغط النجم القزم الأبيض، ويزداد عدد إلكتروناته.
وهذه الآلية عبارة عن مزيج من ميكانيكا الكم، وهي نظرية أساسية في الفيزياء حول حركة وتفاعل الجسيمات دون الذرية، بالإضافة إلى نظرية ألبرت أينشتاين للنسبية العامة، والتي تتعامل مع تأثيرات الجاذبية.
قالت نادية زاكامسكا، الأستاذة المشاركة في قسم الفيزياء والفلك بجامعة جونز هوبكنز، والتي أشرفت على الدراسة الجديدة: "إن العلاقة بين الكتلة ونصف القطر هي مزيج مذهل من ميكانيكا الكم والجاذبية، لكنها غير منطقية بالنسبة لنا لغرابتها".
في هذه الدراسة الجديدة، طور فريق من جامعة جون هوبكنز طريقة لمراقبة العلاقة بين الكتلة ونصف القطر في الأقزام البيضاء.كما أنه باستخدام البيانات التي تم جمعها بواسطة Sloan Digital Sky Survey ومرصد Gaia الفضائي، نظر الباحثون في 3000 نجم قزم أبيض.