The Black Holes | الثقوب السوداء

الثقب الأسود هو منطقة في الفضاء ذات كثافة مهولة

غالباً تفوق مليون كتلة شمسية، تصل الجاذبية فيها إلى مقدار لا يستطيع الضوء الإفلات منها، ولهذا تسمى ثقبا أسوداً. يتكون الثقب الأسود بتجمع مادة كثيرة تنضغط تحت تأثير جاذبيتها الخاصة، وتلتهم معظم ما حولها من مادة حتى تصل إلى حالة ثقب أسود. كل هذا يحدث فيها بفعل الجاذبية. وهي نفس قوة الثقالة التي تتكون بواسطتها النجوم، ولكن النجوم تتكون من كتل صغيرة نسبياً؛ فالشمس مثلا لها 1 كتلة شمسية، أما الثقب الأسود فهو يكون أكثر كتلة من 1 مليون كتلة شمسية

نري هنا رسم توضيحي تخيلي للثقب الاسود

بالطبع نري تشوه الضوء المبعوث من الغبار الكوني خلف الثقب الأسود و هذا بسبب حقل الجاذية الخاص بالثقب الاسود في العادة، نعتقد أن الضوء ينتقل في حزم ضوئية مستقيمة. لكن بالقرب من الثقب الأسود، تعمل الجاذبية على شفط الخلايا الضوئية (الفوتونات) وتجعلها تدور حول الثقب في مدارات محددة.بعض هذه الخلايا الضوئية تتمكن من الإفلات من الجاذبية، وتصل إلى عينيك، (أو إلى التلسكوب)، وما ستراه حينها هو حلقة ساطعة على حدود ذلك الظل.في هذه الأثناء، يدور الجزء الداخلي من القرص على شكل دوامة حول الثقب الأسود بسرعة تقترب من سرعة الضوء. وحسب نظرية أينشتاين النسبية، يظهر مصدر الضوء أكثر سطوعاً إذا كان مندفعاً باتجهاك

بلغ كتلة ثقوب سوداء عظيمة الكتلة بين ملايين كتلة شمسية إلى مليارات كتلة شمسية. ويبدو أنها تتواجد في معظم الحالات في مراكز المجرات . كيف تكونت تلك الثقوب السوداء وعلاقتها بتكوّن مجرة حولها لا يزال تحت بحث علماء الفلك

في مركز مجرتنا ، مجرة درب التبانة يوجد ثقب اسود تبلغ كتلته نحو 4,3 مليون كتلة شمسية وكان تقدير كتلته قبل سنوات معتمدا على مشاهدات سحب عازات بالقرب منه ( مثل ما يسمى " ذراع حلزوني صغير" ) أدت إلى أن كتلته تبلغ 7و2 مليون كتلة شمسية

ولكن باستخدام تلسكوبات ذات تباين أعلى وحساسية أشد استطاع العلماء استنتاج كتلته في مركز المجرة عن طريق مشاهدة مدارات نجوم قريبة منه وسرعاتها في مداراته حوله ، مثل S0-102 و إس 2 (نجم) . وقد أدت تلك المشاهدات الحديثة إلى أن كتلته أكبر كثيرا ، فهي تبلغ 3و4 مليون كتلة شمسية

تكون الثقب الأسود

تخيل نجم هائل وأكثر بكثير من شمسنا، وذو كتلة عظيمة، يطلق عليها الكتلة الحرجة، التي هي كبيرة لدرجة كافية لتكون سببا في تكون الثقب الأسود. فما هو السبب الذي يحمي هذا النجم من الانهيار داخل نفسه ليصبح ثقب أسود؟ إن الجواب بأن هناك ضغط عالي جدا من جراء التفاعلات النووية داخل النجم. وعندما يستهلك هذا الوقود والذي يغذى تلك التفاعلات النووية عندها لا يستطيع هذا النجم العملاق أن يدعم نفسه بعد ذلك، وعندها يبدأ النجم في الانهيار على نفسه مشكلا ثقبا اسوداَ من الجدير بالاهتمام أن نتابع تطور وتشكل ثقب أسود نتيجة انهيار نجم، ولكن في الحقيقة انه من المحال مراقبة الخطوات النهائية لتشكيل الثقب من مرجع خارجي ثابت. والمرجع الخارجي هو مكان حيث يمكن مشاهدة التشكيل من بعيد، مثل الرصد الفلكي من على الأرض. بالإضافة إنه مستحيل أن نرى سقوط أي جسم داخل الثقب. ولا يعني القول أن الجسم يثبت للحظة قبل دخوله إلى الثقب، فإن سقوط جسم في الثقب يصاحبه خفوت في لمعان الجسم هذا في نظر المراقب للحدث. في الوقت نفسه وعندما يصل الجسم إلى حافة الثقب سيكون أسود بالكامل. هذا التّأثير يسمى التوهج الجذبي وسببه الجاذبية الهائلة قرب الثقب الأسود

ولكن كيف يمكن لشيئ صغير الحجم ان يبتلع جسما اضعاف حجمه ؟

قبل ان نكمل الحديث عن أجابة هذا السؤال سنتكلم قليلا عن شبكة الزمكان وفروق الكثافة و الكتلة بين الأجسام و بعضها

.... الزمن هو قياس للتغيّر الذي يحصل داخل ما نعرفه بالمكان. سلسلة التغيرات التي تكوّن حياتك تحصل خلال وقت ما وفي مكان ما. كلمة "الزمكان" وهو عبارة عن دمج للمفهومين معاً ضمن استمرارية معينة: الأبعاد المكانية الثلاث، بالإضافة إلى البعد الرابع و هو الزمن

و هنا تختلف كثافة وكتلة الأجسام و اللتي بدورها تؤدي الي تجاذب الاجسام و دوراها حول بعضها البعض مثل الأرض و الشمس , فالشمس لها جاذبية و كتلة رهيبة إذا قارناها بالأرض , و بفعل هذه الجاذبية تجذب الشمس الارض و تدخلها إلي حقل جاذبيتها و من ثم تدور الأرض حولها

هنا رسم توضيحي لإنحناء شبكة الزمكان بسبب فعل كتلة الاجسام التي عليها , و نري هنا كتلة الشمس اكبر من كتلة الأرض بمراحل

https://youtu.be/MTY1Kje0yLg

في الوقت الذي نمتلك فيه القدرة على التحكم بالأبعاد الثلاث الأولى (الارتفاع، العرض والعمق)، يبدو أننا لا نستطيع التحكم، التلاعب، أو التنقل عبر الزمن، على الرغم من أن الفيزياء تُخبرنا بأن هذا البعد مشابه للأبعاد الثلاث الأخرى. بالنسبة للوجود البشري، يظهر الزمن كطريق باتجاه واحد مع وجود قيود صارمة على السرعة. بصرف النظر عن عدم قدرتنا على التلاعب بخبرتنا مع الزمن، إلا أنه بإمكاننا رصد وجود ووحدانية الزمكان بالاعتماد على التجارب. إذا كنت تقوم بتدوير دلو من الماء على مسار دائري، تعرف أنه عند الوصول إلى سرعة معينة يُمكنك تدوير

الدلو بشكلٍ كامل وجانبي دون أن يخرج الماء منه

و بالإستدلال من الفيديو السابق فلا عجب علي شيئ صغير الحجم و هائل الكثافة و الكتلة ان يبتلع جسم اكبر منه , وذالك بسبب الإنحناء العظيم اللتي تحدثه الثقوب السوداء في شبكة الزمكان

نري هنا الثقب الأسود و تأثير جاذبيته و كتلته علي شبكة الزمكان

Space Time Fabric

إذا تمكنت لتكون قريب بقدر كافي من ثقب أسود، فسوف ترى مؤخرة رأسك! هذا التّأثير الذي سمي حلقة إينشتاين، وسببه الجاذبية الحادة حول الثقب الأسود.وعندما تقترب من الثقب الأسود وعند بعد معين فإن الضوء والذي تراه يخرج من مؤخرة رأسك سوف يسافر خلال الفضاء وسوف ينحني أو يميل كثيرا بفعل الجاذبية فسوف يدخل إلى عينك

الجاذبية تزيد بنسبة عكسية مع الحجم فإن الثقوب السوداء يمكن أن تتكون وتتطور بكتل مختلفة، فأي كمية من المادة والتي تضغط بما فيه الكفاية ستصبح ثقب أسود، وهناك بعض التصنيفات لتشكل الثقوب طبيعيا

الثقوب السوداء العملاقة هي ثقوب ذات كتلة تقدر بين مئات آلاف وعشرات البلايين من الكتلة الشمسية، وهناك عدة طرق لتشكل الثقوب السوداء العملاقة منها نمو الثقب عن طريق زيادة المادة التي يسحبها من المحيط من حوله، وقد يكون تشكل الثقوب العملاقة حدث مباشرة وبتأثير الضغط الخارجي عند بداية الكون وفي المرحلة الأولى من الانفجار العظيم

عادةَ عندما يكون هناك مجرة يكون في مركزها ثقبُ اسود ... بمعني ان المجرة تلتف حول الثقب الأسود فما بالك إن كان هنالك عدة مجرات تلتف حول ثقبٍ أسود واحد قطره 100 بليون كم أعرفكم باكبر ثقبٍ أسود عرفته البشرية

نري هنا اتحاد بين ثقبين اسودين

المصدر:

https://nasainarabic.net/education/articles/view/what-is-space-time