فيزياء
11:14 ص
الثقوب السوداء اللغز الأكبر فى الفضاء
الثقوب السوداء
مقدمة:
الثقب الأسود هو أحد أسرار هذا الكون
الواسع مثله مثل بقية الأسرار لا نعرف عنه إلا القليل، وقد حاول
العديد من العلماء المرموقين البحث فى حقيقة هذا السر مثل "ألبرت
أينشتاين" و"نيلز بور" و"ستيفن هوكنج" وأخرون، ولكنهم
عجزوا عن الوصول إلى الحقيقة كاملة، وسوف نتحدث فى ما توصلوا إليه عن ولادة الثقب الأسود، أنواع الثقوب السوداء، وتكوين الثقب الأسود، وأشياء أخرى.
الثقوب السوداء ليست ثقوبا على الإطلاق،
ويمكن أن نقول أنها دائرية، ولكن سميت بثقوب لأنها تبدو كفجوه مظلمة وسط النجوم، بسسب قدرتها على أمتصاص كل شئ حتى الضوء، و الثقوب السوداء تكون حجمها صغير جدا قد يصل إلى حجم عملة لكنها تبدو كبيرة لأن الذى نراه هو النطاق أو الحد الذى يحيط بالثقب الأسود ويسمى "Event Horizon"، وكل شئ وأى شئ يعبر ذلك النطاق يعلق فى جاذبية الثقب،
ولا يتمكن من الهرب من جاذبية الثقب على الإطلاق، ولكى يستطيع أى شئ يخترق هذا النطاق الهروب من جاذبية الثقب، عليه أن يتحرك بسرعة أكبر من سرعة الضوء، ونحن نعلم أن هذا مستحيل ولا يوجد شئ أسرع من الضوء .
ولادة الثقب الأسود:
هذا المثال سوف يساعدك لفهم كيفية ولادة الثقب الأسود، إذا تخيلنا أن
النجوم الموجودة فى هذا العالم تشبه المنازل التى تتكون من سقف وأرض
وأعمدة، الجاذبية تقوم بجذب السقف بإتجاه الأرض لكن الأعمدة تمنعه من السقوط على الأرض، لكن إذا أختفت الأعمدة فسوف ينهار المنزل بالكامل، والنجم يتكون من جزئ خارجى
كتلته كبيرة جدا(السقف)، وجزئ داخلى وهو عباره عن قلب النجم(الأرضية)، ويحتوى على جاذبية كبيرة
تقوم بجذب الجزئ الخارج للنجم، والذى يمنع الجزئ الخارجى من السقوط على الجزئ
الداخلى هى العمدان التى فى هذه الحالة تكون عبارة عن الغازات والإشعاعات المنبعثة
من قلب النجم بسبب التفاعلات التى تحدث داخله ( وبالمناسبة تلك الإشعاعات والغاذات
تسمى أيضا بوقود النجم) وبسبب إندفاع تلك الغاذات فإنها تدفع الجزئ الخارجى بما
يعادل الجاذبية فتمنعه من الإنهيار ويبقى النجم مستقرا.
حتى اليوم الذى ينتهى فيه وقود ذلك النجم فينهار على نفسه
محدثا إنفجار كبير يسمى "Super Nova" فينفجر ويتبعثر جزئ من كتلة النجم، والكتلة المتبقية تنضغط حتى يصبح محيطها صغيرا جدا فى بعض
الأحيان من الممكن أن يصل إلى سنتيمترات (هذا بالطبع إذا كانت كتلة النجم كبيره بما فيه الكفاية)، ويؤدى تركيز تلك الكتلة الضخمة فى دائرة صغيرة جدا جدا
إلى تركيز الجاذبية وتصبح الجاذبية هائلة مما يؤدى إلى إبتلاع كل شئ حتى
الضوء فيصبح لدينا ثقب أسود (ومن الممكن
أن يتسائل أحدكم الأن هل من المعقول أن حجم الثقب الأسود يكون صغيرا لهذه الدرجه
مع أننا نراه الثقوب السوداء على أنه كبير؟ وهنا أذكرك أن ما نراه هو ال"Event Horizon" وليس الثقب نفسه ).
ملحوظة مهمة: بسبب محوالتى لتبسيط
المحتوى بقدر الإمكان فمن الممكن أن ترى أن كلامى يفتقر إلى الدقة والمنهج العلمى،
وهذا بسبب التبسيط الشديد الذى كتبت به تلك الجزئية.
رصد الثقوب السوداء:
إذا نظرت إلى ثقب أسود فلن ترى كرة سوداء كبيرة تجذب إليها كل شىء كما تتصور، وإنما سترى النجوم والأجسام الفضائية تدور بسرعة حول ما هو أشبه بدائرة من الظلام لا أكثر لا تستطيع تبين معالمها وهذا سبب تسميته ثقب لأنه يشبه الفجوة السحيقة
وسط أضواء كل تلك النجوم التى تتدور حوله، ويبدو هكذا لأنه يقوم بإمتصاص كل الضوء
ولا يعكس منه أى شئ على الأطلاق.
وفى الماضى لم يكن بإستطاعتنا أن نصور الثقب الأسود وإنما كان بمقدورنا معرفة مكانة وقوة جاذبية عن طريق رصد كل الأشعة المجتمعة حوله، ثم عن طريق معرفتنا بجاذبية نستطيع تحديد كتلته ونفترض حجمة، وكل
الصور الموجودة للثقوب السوداء إنما مجرد تصاميم وليست صور حقيقية، إلا صورة واحدة
تم إلتقاطها سنة"2019" وتعد الصورة الوحيدة لثقب أسود.
وتم
إلتقاط هذه الصورة عن طريق ثمانى تلسكوبات عملاقة تم وضعهم فى أماكن مختلفة على سطح
الأرض، ونجحنا فى تكوين أول صورة حقيقة لثقب أسود عن طريق تجميع الصور التى إلتقطتها تلك التلسكوبات على مدار ساعات متواصله، وتلك هى الصورة الحقيقة
الوحيدة لثقب أسود إلى الأن.
أنواع الثقوب السوداء:
للثقوب السوداء أربع أنواع رئيسية وهى:
1. Stellar Black Holes
هذا
النوع هو الأكثر شيوعا فى الكون ويتواجد بالملاين فى مجرتنا وحدها، وكتلته تتراوح
ما بين "10 كتلة شمسية" إلى "20 كتلة شمسية"(الكتلة الشمسية
هى وحدة قياس كتل الأجسام الفضائية الضخمة مثل النجوم، ومثلا 10 كتلة شمسية تعنى
عشرة أضعاف كتلة الشمس ).
2. Supermassive Black Holes
وهذا هو
أكبر نوع بين الأربعة أنواع، حيث تبدأ كتلتة من مليون كتلة شمسية، وهذا النوع من
المحتمل أنه يتواجد فى مركز كل مجرة فى الفضاء، وهناك واحد فى مركز
مجرتنا (وكتلته تبلغ حوالى أربعة مليون كتله شمسية)، والعلماء يرون أن لتلك الثقوب
العملاقة دور فى تكوين المجرات وجمع النجوم معا.
3. Intermediate Black Holes
وهذا
النوع نادر جدا وليس موجود بكثرة فى الفضاء، وهذا لأنه ينتج عن إندماج ثقبين
أسودين معا، وهذا شئ نادر حدوثة للغاية، وكتلة هذا الثقب تتراوح ما بين كتلة "Stellar" وكتلة "supermassive".
4. Miniature Black Holes
وهذا النوع
هو الأصغر فى الكتلة والحجم، فحجم تلك الثقوب تصل إلى أحجام الذرات، وكتلته مثل كتلة جبل أو
أكثر قليلا، وهذا النوع نادر أيضا، ويرى العلماء أن هذا النوع من الثقوب السوداء
هو الأقدم بين أنواع الثقوب الأخرى فهم يرون أن تلك الثقوب نشأت بعد الأنفجار
العظيم مباشرة، فبتالى عمرها يساوى عمر الكون نفسه.
ماذا سوف
يحدث إذا سقطت فى ثقب أسود:
بما أنه
لم يصل أحد إلى ثقب أسود من قبل، فأنه لا يوجد أحد قد سقط فى ثقب أسود من قبل، لكن
بالطبع العلم لم يجعل هذا عائقا ووضع العلماء نظريات توصف ماذا سوف يحدث إذا
سقط شخص ما فى ثقب أسود، فلنفترض أن هناك شخصان ذهبا إلى
أقرب ثقب أسود وبينما كانا ينظران إلى الثقب سقط أحدهما من المركبة إلى الثقب الأسود، فإن صديقه الذى معه سوف يراه يسقط حتى "Event Horizon" ثم يتوقف (لأنه وفق نظرية النسبية لألبرت أينشتاين (التى لن نخوض فى طفاصيلها الأن لأنها نظرية
كبيرة جدا وشرحهها سوف يتطلب مقالا كاملا) فإن سريان الزمن يبطئ كلما أزدادت
الجاذبية حتى يصل إلى جاذبية الثقب الأسود ويتوقف الزمن وهذا هو الذى يراه الشخص الذى يراقب الحدث وليس جزئ منه) وبعد أن يراه يتوقف
سوف يراه يحترق تماما ولن يتبقى من جسده شئ، هذا الذى سوف يراه الشخص الذى فى المركبة(المراقب الذى ليس جزئ من الحدث) أما بالنسبة
لما سوف يحدث بالنسبة إلى الشخص الذى سقط فأنه لم يتوقف ولم يحترق وإنما عبر "Event Horizon" وما سوف يحدث له سوف يكون وفق كتلة الثقب
الأسود وجاذبيته، فإذا كان الثقب "Stellar" وقد عبر ذلك الشخص "Event Horizon" بقدمه أولا فسوف يكون هناك إختلاف فى مقدار الجاذبية على جسده فقدمه سوف يكون عليها جاذبية أكبر بكثير مما على رأسه، وهذا سيؤدى إلى مطه وشده بقوة
كأنه قطعة عجين يتم شدها بين شخصين قويين ويبقى هكذا حتى يتمزق تماما ويموت، أما
إذا كان الثقب "Supermassive" فإن الجاذبية ستكون
متساوية على جميع أجزاء جسده وسوف يقوم الثقب بسحبه إلى داخله دون تمزيقه،
وسوف يستمر فى المضى قدما داخل الثقب (ملحوظة الطريق داخل الثقب إتجاه واحد فقط فلا
يمكنه الرجوع أبدا) ويستمر فى السقوط حتى يصل إلى نهاية الثقب عند النقطة التى تعرف
ب"Singlirty" وحينها لا نعرف ما سوف يحدث فمن الممكن أن يحدث له أى شئ لا نستطيع
التكهن بماذا سوف يحدث، فداخل الثقب الأسود وعند تلك النقطة بالذات تنهار
قواعد الفيزياء وكل المنطق الذى عرفناه ودرسناه طوال حياتنا كبشر، فكلمة"Singlirty" هى مصطلح علمى يطلق على الأشياء الغير مفهمومة أو الغير منطقية، ومن
الممكن عندما يصل إلى هناك أن يتحول إلى ذرات ويموت، أو ينتقل إلى مكان أخر فى زمن
أخر، أو ينتقل إلى مكان أخر فى نفس الزمن، أو ينتقل إلى زمن أخر فى نفس المكان لكن
بعد ملايين السنين عندما يفنى ذلك الثقب الأسود، أو بمنتهى البساطة يبقى هناك حتى يموت من الجوع أو العطش، لا أحد يستطيع التكهن بما سوف يحدث.
شكرا على القراءة