الثقوب السوداء – ما هو الثقب الاسود ؟ – الثقوب السوداء هي النقاط المتناهية الكثافة في الفضاء قادرة على ابتلاع أي شيء يعترض طريقها.
أول صورة حقيقية للثقب الأسود
الثقوب السوداء هي نقاط في الفضاء كثيفة للغاية، وهو ما يجعلها تخلق أحواض جاذبية عميقة جدًا. وهناك مسافة معينة لا يمكن حتى للضوء الإفلات منها، بسبب قوة جاذبيتها.
أي شيء يغامر بالاقتراب جدًا من الثقب الأسود -سواءً كان نجمًا أو كوكبًا أو مركبة فضاء- يتمدد ويُضغط مثل المعجون في عملية نظرية تُعرف باسم “Spaghettification”.
هناك أربعة أنواع من الثقوب السوداء: النجمية، المتوسطة، فائقة الكتلة، والصغيرة.
الطريقة الأكثر شيوعًا لتشكل الثقب الأسود هي الموت النجمي. فعندما تصل النجوم إلى نهاية حياتها، يتضخم معظمها ويفقد كتلته، ثم يبرد ليشكل أقزامًا بيضاء.
لكن أكبر تلك الأجرام النارية هي التي لا تقل كتلتها عن 10 إلى 20 ضعف كتلة الشمس، ويُقدر أن تتحول بعد موتها إلى نجوم نيوترونية فائقة الكثافة أو إلى ما يسمى بالثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية.
في مركز مجرتنا، يوجد ثقب أسود هائل الكتلة. لنتعرف على أنواع الثقوب السوداء، وكيف تتشكل، وكيف اكتشف العلماء هذه الأجرام غير المرئية وغير العادية في الكون.
في المرحلة النهائية من عمر أي نجم، ينفجر في حدث هائل جدًا يدعى بـ (المستعر الأعظم – Supernova). تقذف هذه الانفجارات النجمية المواد نحو الفضاء، لكنها تترك وراءها قلب النجم. فعندما يكون النجم على قيد الحياة، يولّد الانصهار النووي في مركزه دفعًا ثابتًا نحو الخارج موازيًا لسحب الجاذبية نحو الداخل.
لذلك، فإن السبب في انفجار المستعر الأعظم، هو عندما لا توجد قوة انصهار كافية لمقاومة سحب الجاذبية؛ ما يؤدي إلى انهيار النجم على نفسه.
وإذا انهارت كتلة النجم إلى نقطة متناهية في الصغر، فإنه يولد ثقبًا أسود. إن ضغط كل هذه الكتلة -التي تساوي عدة أضعاف كتلة شمسنا- إلى نقطة صغيرة جدًا يولد قوة جذب هائلة. وقد توجد الآلاف من الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية متخفية داخل مجرتنا درب التبانة.
هناك ثقوب سوداء مختلفة عن غيرها
يمكن أن تكون للثقوب السوداء فائقة الكتلة -التي تنبأت بها نظرية النسبية العامة لأينشتاين- كتل تساوي مليارات أضعاف كتلة الشمس، ومن المرجح أن تختبئ هذه الوحوش الكونية داخل مراكز معظم المجرات.
تحوي مجرة درب التبانة في مركزها ثقبًا أسود فائق الكتلة معروف باسم “Sagittarius A”، ويُشار إليه بـ “ay star” وتبلغ كتلته أكثر من أربعة ملايين ضعف كتلة شمسنا. وأما عن أصغر أعضاء عائلة الثقوب السوداء، فهم حتى الآن موجودون نظريًا فقط.
وقد تكون دوامات الظلام الصغيرة هذه قد انتشرت في الكون بعد فترة قصيرة من تشكله بعد الانفجار العظيم، أي منذ حوالي 13.7 مليار سنة، ثم تبخرت بسرعة بعد ذلك.
ويعتقد علماء الفلك أيضًا وجود فئة من الأجرام في الكون تدعى بالثقوب السوداء متوسطة الكتلة، إلا أن الأدلة المتعلقة بها لا تزال قيد النقاش حتى الآن.
وبغض النظر عن الحجم الأولي للثقوب السوداء، يمكنها أن تنمو وتزداد حجمًا طوال حياتها، فهي تبتلع الغاز والغبار وأي شيء يقترب جدًا منها. وأي شيء يدخل ضمن نطاق أفق الحدث (الحدود التي يكون عندها الهروب مستحيلًا).
ولو افترضنا أنك دخلت إلى هذه المنطقة، فإن جسمك سوف يتمدد مثل المكرونة، وفقًا لنظرية “Spaghettification” بسبب الجاذبية القوية، من ثم تسقط داخل الثقب الأسود. وكما وصف ذات مرة عالم الفيزياء الفلكية نيل ديجراس تايسون هذه العملية: «بينما تتمطط فإنك تتعرض للضغط مقذوفًا من خلال نسيج الفضاء مثل معجون أسنان من خلال أنبوب».
لكن الثقوب السوداء ليست تمامًا «مكانس كهربائية كونية» كما يُوضح غالبًا في وسائل الإعلام الشعبية. يجب على الأجرام أو الغبار في الفضاء أن تقترب جدًا من إحدى الثقوب، بحيث تفقد مقاومتها.
على سبيل المثال، لو استبدلت شمسنا أو أي من النجوم فجأةً بثقب أسود له نفس كتلتها؛ ستستمر الكواكب بالدوران في مداراتها دون أي اضطراب يذكر، والفرق أن الثقب الأسود ليس له أي ضوء أو دفء.
الثقب الأسود – التحديق داخل الظلام
لأنه لا يمكن حتى للضوء الإفلات من قبضة الثقوب السوداء، تبقى معتمة ولا يمكن للعلماء رصدها مباشرةً كما يفعلون مع العديد من الأجرام الكونية البراقة في السماء. لكن تبقى هناك بعض المفاتيح الدالة على وجودها. الثقوب السوداء لها تأثير جاذبية قوي على أي أجرام تحيط بها. ويستخدم العلماء الانحرافات الغريبة لاستنتاج وجود الوحوش الخفية التي تتوارى في الظلام.
أو يمكن للأجرام أن تدور حول ثقب أسود، ويمكن للعلماء البحث عن النجوم التي يبدو أنها تدور حول لا شيء، لاحتمال اكتشاف ثقب أسود. وهذه هي الطريقة التي حدد بها علماء الفلك في أوائل القرن الحادي والعشرين “Sagittarius A” ثقبًا أسود.
والثقوب السوداء أيضًا آكلةٌ فوضوية غالبًا ما تتغير مواقعها أثناء ابتلاعها للنجوم من حولها، وتسخن قوى الجاذبية والمغناطيسية من حولها الغاز والغبار الزائدين؛ ما يؤدي إلى إطلاق الإشعاعات. تحيط بعض هذه المواد المتوهجة جدًا بالثقب الأسود في منطقة دوامية تسمى بـ (قرص التراكم – Accretion disk).
وحتى المادة التي تفقدها النجوم داخل الثقب الأسود، ليس بالضرورة أن تبقى هناك. إذ يمكن للثقوب السوداء في بعض الأحيان إخراج الغبار النجمي في تجشؤ قوي محمل بالإشعاع.
اقرأ ايضًا
كيف تتشكل الثقوب السوداء؟
ترجمة محمد رشود – تدقيق محمد قباني
