ما هو الثقب الأسود

تحرير: عمرو في 22 أغسطس 2022

ما هو الثقب الأسود؟ وما السر وراء حدوثه؟ فالثقب الأسود أمر حير العلماء منذ سنين عديدة حتى الآن، تلك المعجزة الكونية التي استهلكت مئات الدراسات والنظريات الفيزيائية لتفسير وجودها، فكيف للثقب الأسود أن يكون بوابة زمنية لسفر الإنسان عبر العصور والأزمنة؟ ومن خلال موقع زيادة سنجيب على سؤال ما هو الثقب الأسود.

ما هو الثقب الأسود؟

إنَّ معرفة ماهية الثقب الأسود أمر شغل العلماء منذ مئات السنين بداية من العالم إسحاق نيوتن، وهو ظاهرة فيزيائية مذهلة، تم اكتشاف وجودها بمحض الصدفة، ولم يقدر العلماء حتى الآن على معرفة الأسرار الذي يخفيها هذا الشيء.

حيث إن الثقب الأسود عبارة عن نجم منفجر بسبب بعض التفاعلات النووية بين غازاته الداخلية، يمتلك قوة جاذبية عظيمة قادرة على ابتلاع أي شيء يقترب منها، فلا يمكن مشاهدة تلك الثقوب إلا باستخدام تلسكوبات معينة.

ما قبل اكتشاف الثقب الأسود

قبل استكمال الإجابة على سؤال ما هو الثقب الأسود، دعونا لنتفق أن الثقب الأسود شيء موجود منذ ملايين وملايين السنين، ولكن تم استدلال العلماء عليه في فترة زمنية معينة، وقام كل عالم بتفسير نظريته تبعًا لإمكانيات العلمية المتوفرة في وقته.

لم يتحدث العالم إسحاق نيوتن على ما هو الثقب الأسود صراحةً ولكنه تحدث عن أسرار الجاذبية باعتبار أنه مكتشفها، وبما أن أهم ما يميز الثقوب السوداء هو جاذبيتها اللانهائية، فيتم الاستعانة بنظريات نيوتن في التفسير.

حيث أكد نيوتن على أن الجاذبية تنشأ بين جسمين بسبب وجود قوة الجذب بينهم، حيث إنها تزداد بازدياد كتلة الجسم وهذا يفسر أن كتلة الثقب الأسود كبيرة جدًا.

قام العالم الجليل ألبرت أينشتاين بإطلاق نظريته الشهيرة وهي نظرية النسبية عام 1915، حيث تنبأ فيها بوجود جسم ضخم في الفضاء جاذبيته لا نهائية، وأطلق عليه الثقب الأسود ولكن لم يصدقه العلماء بسبب عدم تقدم العلم في تلك الفترة.

حيث قال أينشتاين إن هناك أشياء توجد في الفضاء تعمل على تشويه نسيج الزمكان، ونسيج الزمكان عبارة عن خطوط طويلة ورأسية تمثل كل من الزمان والمكان تتشابك مع بعضها مكونة هذا النسيج تبعًا لقوانين النسبية.

بعد وفاة أينشتاين وتقدم العلم وظهور التلسكوبات، لاحظ العلماء وجود شيء ما غير طبيعي، فلاحظوا وجود مجموعة من النجوم تدور في مدارات ثابتة حول نقطة غير مرئية في الفضاء.

ذلك بالإضافة إلى ملاحظة مجموعة أخرى من العلماء الذين يستخدمون تلسكوبات تعمل بالأشعة تحت الحمراء وجود أشعة فوق بنفسجية، وكمية مهولة من الانعكاسات الحرارية التي تصدر من نقطة غير مرئية.

هذه الأشياء الغير منطقية كانت كفيلة بزرع الكثير من التساؤلات في عقول العلماء، ومن هنا بدأت عملية البحث الحقيقية عن هذا السر.

تكوين الثقب الأسود

بعد الانتهاء من معرفة ما هو الثقب الأسود، سنتعرف عن الطريقة الذي يتكون منها الثقب في الفضاء الخارجي، أي نجم موجود في الكون يحدث داخلها تفاعلات نووية بين الغازات المكونة لهذا النجم، ومثل طبيعة أي شيء في الحياة يكون له دورة معينة حتى يأتي الوقت ويموت.

موت النجوم يكون على شكل انهيار يحدث من خلال عمليات الشد والجذب الموجودة بين الجاذبية والضغط الداخلي للنجم، حيث تحاول الجاذبية جذب الغازات الموجودة في الداخل إلى منطقة منتصف النجم

ينتج عن ذلك تحول الغازات إلى غازات أخرى، حتى يصل إلى عنصر الحديد فيصبح غير قادر على التحول لشكل أخر ومن هنا يحدث الانهيار، بمجرد حدوث الانهيار يترك نقطة صغيرة جدًا تعرف باسم السنجلرتي.

حيث إن السنجلرتي هي أساس تكوين الثقب الأسود، بمعنى أدق إذا تواجدت السنجلرتي تواجد الثقب الأسود وإذا اختفت اختفى وجود الثقب الأسود، وبالوصول إلى تلك النقطة تكون الكثافة والجاذبية أكبر ما يمكن، للحد الذي يصل بابتلاع الضوء داخله، وهذا هو سبب ظهوره باللون الأسود.

بهذا الشكل يظل يبتلع أي شيء يمر بجانبه إلى أن يصل حجمه لضعف مليون مرة من حجم الشمس.

مكونات الثقب الأسود

من ضمن المعلومات التي تخص ما هو الثقب الأسود معرفة مما يتكون، حيث يحتوي على ثلاث طبقات هم السنجلرتي وهي كما تحدثنا عنها نقطة تكوين الثقب الأسود التي تصل الجاذبية عندها إلى لانهاية، ثم أفق الحدث الداخلي، ثم أفق الحدث الخارجي.

حيث إن أفق الحدث هو المنطقة الخارجية من الثقب التي عندها يقدر جزء من الضوء على الهرب منه، وهي أيضًا تلك المنطقة التي تشاهد مجموعة من التفاعلات بين النجوم بسبب الاحتكاك الناشئ بين الجزئيات بسبب قوة الجاذبية.

أنواع الثقوب السوداء

لا يأتي الثقب الأسود بشكل واحد فقط، بل يتكون من ثلاثة أنواع تختلف في عدد من الخصائص، وتتمثل الأنواع في:

ثقب شفارتزشيلد الأسود: يطلق عليه أيضًا الثقب الأسود الثابت، حيث لا يدور ولا تحتوي بداخله على شحنات كهربائية، فيتم تشخصيه تبعًا للكتلة التي يتكون منها.
ثقب كير الأسود: في إطار الحديث عما هو الثقب الأسود، نشير إلى أن ثقب كير الأسود يختلف عن الثقب الثابت بأنه يدور، ولكنه أيضًا لا يحتوي على شحنات كهربائية.
الثقب الأسود المشحون: ينقسم هذا النوع إلى قسمين: الأول هو ثقب مشحون لا يدور، ويطلق عليه اسم ثقب رايسنر نوردستروم الأسود، والثاني هو ثقب أسود مشحون قادر على الدوران واسمه ثقب كير نيومان الأسود.

ما بعد الثقب الأسود

بعد أن أجبنا على سؤال ما هو الثقب الأسود؟ جاء الوقت لنعرف ماذا يوجد أو ماذا بعد الثقب الأسود، حيث تكاثرت الأقاويل والتساؤلات حول ما يوجد بعد الثقب الأسود، وماذا سيحدث إذا سقط جسم ما في الثقب الأسود.

يفكر بعض العلماء أن يمكن أن يكون الثقب الأسود بوابة زمنية لعالم آخر وهذا سيطرح نظرية تعدد العوالم، ولكن حتى الآن لا يوجد تجربة حقيقية ملموسة تثبت ما يعتقد فيه العلماء.

هذا بسبب أن أقرب ثقب أسود للأرض يبعد بمسافة 3000 سنة ضوئية، حيث إن الضوء يحتاج للوصول من الأرض للثقب الأسود 3000 آلاف سنة، وهو ما يجعل التجربة مستحيلة حتى الوقت الحالي.

إشعاع هوكينج

هناك عالم من علماء الفيزياء النظرية عُرف باسم ستيفن هوكينج، طبق مجموعة من النظريات تمثلت في نظريات الترموديناميكا ونظرية النسبية وميكانيكا الكم، ليثبت أن الثقب الأسود يقوم بإصدار نوع معين من الأشعة، وقام بوضع افتراض تحدث عن حدوث اندماج زوجي عند منطقة أفق الحدث، وهذا ما يسبب صدور الإشعاع.

حيث عرف فيما بعد باسم إشعاع هوكينج، بالإضافة إلى أنه حصل على استنتاج ينص على أن الثقب الأسود تتبخر كتلته بمرور الوقت.

صراع النظريات الفيزيائية حول الثقب الأسود

حدث صراع بين نظريتي النسبية وميكانيكا الكم حول الإجابة على سؤال ماذا يحدث لجسم عندما ينجذب إلى الثقب، ويعتبر حدوث صراع وتناقض بين نظريتين من أقوى نظريات الفيزياء الحديثة يعتبرهم العلماء بمثابة الركن الأساسي لعلم الفيزياء.. أمر معقد جدًا.

حيث إن ميكانيكا الكم تهتم بالأشياء الصغيرة جدًا، لذلك فهي ترى أنه عند اقتراب أي جسم من الثقب الأسود فإنه لن يموت ولكن سيتفكك إلى جزيئات صغيرة جدًا على سطح أفق الحدث الخارجي، حيث لا تعترف بإمكانية نزول الجسم إلى منطقة السنجلرتي.

على الصعيد الآخر ترى نظرية النسبية الخاصة بأينشتاين أنه عند اقتراب أي جسم من الثقب الأسود فينجذب بفعل الجاذبية وسيتخطى أفق الحدث الخارجي مرورًا بأفق الحدث الداخلي وصولًا للسنجلرتي عندها سيفنى الجسم ويختفي.

ظلَّ هذا الصراع ممتد لعدة سنوات حتى جاء في عام 1990 عالم أقر بصحة النظريتين، أي أنه عندما ينجذب الجسم للثقب يتفتت لجزئيات على سطح أفق الحدث الخارجي، وفي الوقت نفسه يدخل داخل الثقب حتى يصل إلى السنجلرتي.

حتى هذه اللحظة يظل أمر الثقب الأسود وكل الأسرار الذي يخفيها أمر حير الكثير من علماء الفيزياء الكونية، وبالرغم من الصور الكثيرة الموجودة للثقوب السوداء إلا أنه لا يوجد واحدة منها حقيقية، فما هي إلا صور وتقديرات تقريبية من العلماء.

بحلول عام 2019 تحديدًا اليوم العاشر من شهر إبريل، قام العلماء بوضع ثمانية تلسكوبات في بلدان مختلفة، وقاموا بربطها سويًا وأطلق على هذا التلسكوب الكبير اسم أفق الحدث، وفي تلك اللحظة تم التقاط الصورة الأولى الحقيقة لثقب أسود، وأعلنت عنه وكالة ناسا وكان بمثابة إنجاز علمي عظيم للتعرف على بعض من أسرار الثقب الأسود.

تكثر المعلومات والأسرار حول الثقب الأسود، فكما رأينا أنه يحتوي على الكثير من التفاصيل والمعلومات الفيزيائية الضخمة والثمينة.