الثقوب السوداء
اسم?ا مرتبط بالكثير من الإكتشافات و النظريات و الرؤى الخاصة بالخيال العلمي
و السيناريو?ات السينمائية... لم نتمكن بعد من ف?م كل الأسرار التي تحيط
ب?ا أو من معرفة كل شيء عن?ا؛ إلا أن الكثير قد تم اكتشاف?.
بعد أن كانت مجرد فرضية علمية، اليوم نعرف أن?ا موجودة و نعرف كيف
تنشأ و ماذا ينتج عن وجود?ا في منطقة ما.
ما هو الثقب الأسود؟
?و منطقة مكانية بكثافة شديدة الإرتفاع؛ أي أن?ا كتلة مركزة في حجم صغير
مما يمنع أي جسم من الإفلات من قوة جاذبيت?ا... لكل جسم سماوي يوجد ما
و التي ستكون مطلوبة لأي شيء (Escape Velocity يسمى بسرعة الإفلات (أو
كي يتمكن من التخلص من قوة الجاذبية و مغادرة ذلك الجسم؛ سرعة الإفلات
40 كيلومتر في الساعة... تركيز المادة في الثقب الأسود للأرض مثلا ?ي 000
عالي جداًَ لدرجة أن سرعة الإفلات من جاذبيت? تزيد حتى عن سرعة الضوء؛
و بما أن? لا يوجد أي شيء في الكون يمكن? الحركة بسرعة أعلى من سرعة
الضوء، ف?ذا يعني أن? لا يوجد أي شيء في الكون قادر على الإفلات من جاذبية
الثقب الأسود حتى الضوء نفسه
مكوناته:
حسب نظرية النسبية العامة، الجاذبية ?ي مظ?ر من مظا?ر تقوس الزمكان...
الأجسام فائقة الضخامة تقوم بتقويس الزمكان بقدر تصبح مع? القوانين الرياضية
Event و ال?ندسية غير قابلة للتطبيق... للثقب الأسود يوجد ما يسمى بأفق الحدث
و ?و منطقة كروية الشكل تدل على حافت? و في?ا تكون سرعة ؛Horizon
الإفلات مساوية لسرعة الضوء... عندما يتجاوز أي شيء تلك الحافة، لن يكون
و ?و ؛Singularity بإمكان? الخروج بل سيتم ابتلاع? باتجاه المركز المسمى
النقطة شديدة الكثافة حيث قوة الجاذبية تتمدد الى ما لان?اية و حيث يكون مآل
كل المادة التي تم جذب?ا.
حجمه:
?ناك أسلوبان يمكننا من خلال?ما معرفة حجم أي جسم؛ الأول ?و الكتلة و الثاني
?و المساحة أو الفضاء الذي يحتل? ذلك الجسم... فيما يخص الكتلة، لا توجد أي
حدود عليا أو دنيا؛ أي أن كتلة الثقب الأسود قد تكون بأية قيمة يمكن أن تُضغط
حتى درجة كثافة كافية... معظم العلماء يؤكدون أن العدد الأكبر من الثقوب
السوداء قد تشكل نتيجة موت نجوم ضخمة جداً تساوي كتلت?ا ?ي: في المعدل
حوالي 1031 كيلوغرام ( 1 بجانب? 31 صفراً) أي ما يساوي عشر مرات كتلة
الشمس... ?ناك ثقوب سوداء أخرى - كتلك الموجودة في مركز مجرتنا - تكون
كتلت?ا أكبر من ذلك بكثير و قد تصل الى 1036 كيلوغرام (أي مليون مرة كتلة
الشمس)... كلما ازدادت كتلة الثقب الأسود كلما ازدادت المساحة التي يحتل?ا...
قطر أفق الحدث متناسب مع كتلة الثقب الأسود؛ إذا كان ?ناك ثقب أسود ذا كتلة
أكبر بعشر مرات من كتلة ثقب آخر فإن قطر أفق الحدث يكون أيضاً أكبر بعشر
مرات من الآخر... لو كان ?ناك ثقب أسود كتلت? مساوية لتلك الخاصة بالشمس
فإن نصف قطره سيكون ثلاثة كيلومترات، و إذا كانت كتلت? (كما ?و في المعدل)
10 مرات تلك الخاصة بالشمس فإن نصف قطره سيكون 30 كيلومتراً، و إذا كانت
كتلت? تساوي مليون مرة تلك الخاصة بالشمس فإن نصف قطره سيكون ثلاثة
ملايين كيلومتر.
كيف يتم اكتشافه؟
من غير الممكن مراقبة الثقوب السوداء مباشرة؛ و ذلك لأن
الضوء غير قادر على الإفلات من جاذبيت?ا... إلا أن ?ناك
العديد من الدلائل التي تشير الى وجود?ا : أول?ا أن جاذبيت?ا
قوية لدرجة تسبب تقوس الزمكان و انحناء مسار الضوء...
بفضل ?ذه الخاصية، تمكن العلماء من مراقبة الضوء
الملتوي القادم من مجرات و كوازارات و مناطق من الفضاء
بعيدة جداً عنا و التي لولا ذلك التدخل من قبل جاذبية الثقوب
السوداء لما كان بإمكان?ا الوصول إلينا أبداً.
دلائل أخرى تصلنا من المادة التي يتم ابتلاع?ا من قبل
الثقب الأسود... كلما زادت قوة الجاذبية كلما زاد الضغط
الواقع علي?ا مما يزيد درجة حرارت?ا... بارتفاع درجات
الحرارة المتواصل ترتفع ترددات الإشعاعات
و غاما X الإلكترومغناطيسية التي تصدر عن?ا... مسح أشعة
و الأشعة الإلكترومغناطيسية ذات الترددات العالية جداً أي
تلك ذات أطوال الموجات المتدنية (أدنى من جزء من عشرة
آلاف جزء من الضوء المرئي) يكشف عن وجود قوة الجاذبية
الخاصة بالثقب الأسود.
?ناك مؤشرات تدلنا على حجم الثقب الأسود من?ا المدة
التى يستغرق?ا في امتصاص المادة من جسم ما و الفترات
التي يكون في?ا بث أشعة غاما و X متذبذباً و ليس ثابتاً.
ماذا يحدث لما يقع في?؟
لا توجد إجابة وافية على ?ذا التساؤل بعد؛ إلا أن المتوقع ?و
أن المادة التي تقع في الثقب تن?ار على نفس?ا حتى تصل الى
و بكثافة و ضغط لان?ائيين (Null) حجم لا قيمة رقمية ل?
مما يؤدي لنشوء تقوس لا ن?ائي في مجال الجاذبية... يعتقد
البعض أن قوة الجاذبية الواقعة على المادة ستكون أكبر كلما
كان الثقب الأسود أكبر؛ الحقيقة ?ي العكس، كلما كان
الثقب الأسود أصغر كلما كانت قوة جاذبيت? أشد.
حسب النظرية الكلاسيكية للثقوب السوداء التي وضع?ا
Karl Schwarzschild الفلكي الألماني كارل شوارزتشايلد
في العام 1916 ، كل المادة الواقعة في الثقب ستتج? الى
و التي تُعتبر نقطة ذات كتلة Singularity نقطة ال
لان?ائية... حسب نظريات أخرى، كتلك التي وضع?ا
في العام Roy Patrick Kerr الرياضي روي باتريك كير
1963 ، فإن المادة التي تدخل في تلك النقطة سيكون
بإمكان?ا الخروج من?ا... الى أين؟ أحد الإجابات ?ي تلك
و الذي قد يكون الجسر Wormhole المرتبطة بالنفق الدودي
الموصل بشكل لحظي بين ثقبين أسودين في نفس الكون أو
في كونين مختلفين.
كيف ينشأ الثقب الأسود فائق الضخامة؟
توجد فرضيات علمية تؤكد وجود ثقوب سوداء بأبعاد
ضخمة جداً... قد تكون ?ذه الثقوب قد نشأت عن ان?يار
جاذبي لمجرة كاملة... ثقب أسود ك?ذا سيكون نصف قطر
أفق الحدث الخاص ب? بقياس يصل الى ثلاثة مليارات
كيلومتر.
?ل من الممكن المرور خلال الثقب الأسود؟
فكرة كون الأنفاق الدودية كجسور موصلة بين نقطتين
مختلفتين في الكون أو حتى بين نقاط ذات أبعاد و حقائق
فيزيائية متباينة (كوننا المعروف و كون آخر مثلا ) ?ي
فكرة ليست جديدة؛ في العام 1985 ، و عندما كان الفلكي
من?مكاً بكتابة رواية Carl Sagan الش?ير كارل ساجان
بدأ في البحث عن طريقة ،Contact الخيال العلمي
مواصلات معقولة علمياً يمكن?ا ايصال بطلة قصت? الى
منطقة بعيدة جداً في الفضاء... للحصول على أفكار
Kip مقبولة، قام بالإتصال بصديق? الفيزيائي كيب ثورن
والذي Caltech من مع?د كاليفورنيا للتكنولوجيا Thorne
قام مع فريق من الباحثين بدراسة امكانية استخدام الأنفاق
الدودية... يصف العلماء الأنفاق الدودية بأن?ا مناطق غير
مستقرة؛ و يؤكدون أن الدلائل تشير الى أن ?ذه الأنفاق تفتح
الممر خلال?ا لأجزاء من الثانية في كل مرة... إلا أن المرور
خلال?ا يتطلب أن نتحرك بسرعة تفوق سرعة الضوء
(حد السرعة الأقصى المسموح ب? حسب نظريات
آينشتين)... إلا أن ?ذا لن يعني مرورنا بسلام من بوابة النفق
الى البوابة الأخرى؛ فالإضطرابات في الجاذبية بالإضافة الى
X الإشعاعات القادمة من نجوم قريبة و اشعة غاما و
ستكون كفيلة بالقضاء على من يمر داخل الثقب.
?ل من الممكن استخراج معلومات من الثقب؟
Stephen Hawking كانت فرضية العالم ستيفن ?وكنغ
?ي أن ما يدخل في الثقب الأسود سيضيع و سيبقى "خارج"
كوننا الى الأبد و أن? من المستحيل الحصول على أي
معلومات من داخل الثقب الأسود... إلا أن ?وكنغ نفس?،
و بعد أكثر من ثلاثين عاماً، عاد و قدم نظرية جديدة عن
الثقوب السوداء في العام 2004 تناقض فرضيت? الأصلية.
يقول ?وكنغ أن الثقوب السوداء "تكشف داخل?ا" مما يسمح
بمعرفة ما تم ابتلاع? مع أن المعلومات التي سنحصل
علي?ا لن تكون مف?ومة لأن?ا ستكون مختلفة تماماً عما
كانت علي? طبيعة المادة في الماضي أي قبل وقوع?ا تحت
تأثير الثقب الأسود.
لم يتفق الجميع مع ?ذا الطرح الجديد ل?وكنغ؛ قال كيب
ثورن بعد تصريح ?وكنغ: "يبدو طرح? جميلا ، إلا أني
بحاجة للكثير من التفاصبل الإضافية".
الإثنين سبتمبر 11, 2023 8:10 am من طرف الاسماعيلي اليامي
