يظل الكون بحراً من المعجزات لا ينتهي أبداً والثقوب السوداء هي جزء كبير من أسرار الكون الكبير ،يتناول هذا المقال كيف تتكون الثقوب السوداء وحجمها وطاقتها بالاضافة الي إشعاع الثقوب السوداء والاشعة السينية وعلاقتها بالثقب الاسود كما يضم ايضاً إندماج الزمان والمكان داخل الثقب الأسود ودوران الثقب الأسود بالإضافة الي افق الحدث للثقوب السوداء.
وجود الثقوب السوداء
تؤكد النظرية النسبية العامة علي وجود ما يسمى بالثقوب السوداء فعندما يموت النجم تنهار مادته وتنطوي وتنكمش وتتراص فيصبح اصغر من حجمه الاصلي بملاين المرات وتصبح الجاذبية هائلة جدا حتى أن الفوتون لا يفلت منها لذلك تبدو للراصد سوداء مظلمة لهذا السبب سميت النجوم في هذه الحالة بالثقوب السوداء.
تمر نجوم الكون بعدة أطوار فهي تتولد من تجمع السديم الغازي ثم تبدأ في إشعاع الطاقة خلال مرحلة الشباب بفعل التفاعل النووي ثم تشيخ عندما تستنفذ جزءاً كبيراً من وقودها النووي ثم تموت وعندما تنهار مادته وتنكمش حتى تقل الفرغات الموجودة بين ذرات المادة وبداخلها.
ويستدل العلماء على وجود الثقب الأسود من أثاره حيث يعتمد العلماء على تأثير مجال جاذبية الثقب الأسود وعلى سلوك المادة القريبة منه وانتشار الأشعة بجواره ونلخص من ذلك ان الثقب الأسود هو منطقة في الفضاء لها كتلة كبيرة وحجم صغير يسمى بالحجم الحرج بالنسبة لهذه الكتلة.
اقرأ على جوك أيضاً عودة الطاقم الروسي إلى الأرض بعد تصوير أول فيلم في الفضاء
تكون الثقوب السوداء
تتجمع المادة مع بعضها وهذا يجعل قوى الجاذبية تزداد زيادة هائلة مما تمنع كافة الجسيمات داخلها من الإنفلات الي الخارج كما يجذب اليها أي جسم يمر بالقرب منها حتى الضوء.
إن النجم عندما ينهار ويصبح ثقب أسود يبقى بكل كتلته حتى الزمن يبطء ويتوقف وللثقب الأسود قدرة كبيرة على إلتهام النجوم والكواكب من حوله نتيجة للضغط الهائل والجاذبية العالية.
توجد عدة طرق لتشكل الثقوب السوداء منها:
النمو البطئ عن طريق المادة وإنهيار قيمة غاز داخل نجم قريب يكون مائة الف كتلة الشمس وأكثر، عندما يصبح النجم غير مستقر نتيجة للتغيرات الإشعاعية بسبب زوجي الإلكترون والبوزترون المنتج منه وقد ينهار مباشرة متحولاً الى ثقب أسود.
اقرأ على جوك أيضاً معلومات أساسية عن تلسكوب جيمس ويب وأهداف مهمته
حجم الثقوب السوداء
في عام 1970م بين (براندون كارتر) أن حجم وشكل أي ثقب أسود ثابت The size of black holesالدوران يتوقف فقط على كتلة ومعدل دورانه بشرط ان يكون له محور تناظر، وبعد فترة أثبت ستيفن هوكنغ أن أي ثقب أسود ذي دوران ثابت سوف يكون له محور تناظر.
واستخدم (رو بنسون) هذه النتائج ليثبت أنه بعد إنسحاق المادة فان الثقب الأسود يتحول من حالة الاستقرار الى حالة الدوران ولكنه ليس نابضاً، وأيضا حجمه وشكله يتوقفان على كتلته ومعدل دورانه دون النجم الذي تكون منه.
اقرأ على جوك أيضاً حقيقة أعمق صورة للكون الملتقطة بواسطة تلسكوب "جيمس ويب"
دوران الثقب الاسود
عندما يستهلك النجم وقوده النووي في باطنه ينهار على نفسه بسرعة هائلة تبلغ جزء من الثانية وقبل التقلص الداخلي يكون النجم دائر حول نفسه وفي هذه الحالة يكون من المتوقع أن يسرع هذا الدوران كلما زاد الانهيار وهذا الدوران يسبب فقد كبير في مادة النجم المنهار.
إن الثقب الاسود الذي يدور يختلف عن الثقب الاسود الذي لايتحرك كما افق الحدث وهو الحد الفاصل بين المنطقة المرئية وغير المرئية حول الثقب الاسود ، ويوجد في الثقوب السوداء الدوارة حيث يتناسب مقدار أفق الحدث طرديا مع سرعة دوران الثقب الاسود.
اقرأ على جوك أيضاً الفضاء والكواكب والعناصر المهمة لحياة الكائنات الحية
الاشعة السينية والثقوب السوداء
وجد علماء الفلك أنه إذا إقتربت الغازات أو الغبار الكوني من الثقب الاسود تزداد كثافتها بفعل الجاذبية العالية.
وعندما تضغط هذه الغازات تزداد درجة حرارتها ، وتستمر في الارتفاع كلما إزداد الضغط وتتسارع ذراتها في شكل دوامة إلى الثقب الأسود، وتكون هذه الدوامة المكونة من الغازات المضغوطة والساخنة قادرة على إصدار الأشعة السينية عندما تقترب بمسافة كافية من الثقب الأسود.
فاذت كان هناك ثقب أسود في مكان ما في الفضاء واقتربت منه مجموعة من الغازات واندفعت اليه بفعل جاذبيته الجبارة الي داخله فان درجة حرارتها ترتفع لتصدر أشعة سينية.
وبذلك بدأ العلماء في استخدام علم فلك الاشعة السينية وذلك بغرض تتبع تلك النبضات التي ترسلها الغازات في شكل دوامات هائلة تتسارع الي الثقب الأسود.
اقرأ على جوك أيضاً العالم على وشك توليد الكهرباء من الفضاء كيف ذلك؟
اكتشاف أول ثقب أسود
وكما يتضح من اسم هذا النجم فهو من أوائل مصادر الأشعة السينية التي تم اكتشافها، واستطاع علماء الفلك الراديوي في عام 1969م من معرفة المزيد عن هذا النجم الغامض (الدجاجة اكس ۱) فقد تغيرت قوة نبضات الأشعة السينية التي تصدر من.
وفي عام 1971م. حدث تطور هام في رصد هذا النجم. وخلال تلك الفترة شهري مارس وأبريل 1971م اكتشف القمر الصناعي (أوهورو) نقصاً ملحوظاً في قوة إصدار الأشعة السينية من نجم الدجاجة اكس- 1 وظهر فجأة مصدر للاشعة الرادوية في نفس مكان هذا النجم الغامض.
واستخدمت أقوى التلسكوبات الراديوية في البحث عن هذا المصدر الراديوي ولكن دون جدوى ثم اتضح فيما بعد أمر غريب إن كلا من الأشعة السينية والموجات الراديوية تتبعثان من نفس المصدر وأهمية هذا الاكتشاف تكمن في أن الموجات الراديوية يمكن قياسها بدرجة أدق من الأشعة السينية.
وبهذا تم التأكد بأن هناك نجم هائل يدور بالقرب من المصدر وأمكن بواسطة التحليل الطيفي معرفة الكثير عن هذا النجم الذي أطلق عليه أسم HDE226868 وهو الرقم الذي وضعه العالم هنري ورايد.
وهذا النجم من المرتبة الطيفية الساخنة ولونه أزرق ويقع في مجموعة الدجاجة اكس ويبعد عن الأرض حوالي 6500 سنة ضوئية.
في عام 1971م إكتشف العلماء أن الأشعة السينية من المصدر الحقيقي للدجاجة أكس مما يعني أن الأشعة السينية ذات كثافة عالية جداً ومن ثم نجم الدجاجة أكس هو أول ثقب أسود.
وفي نهاية عام 1972م إكتشف علماء الفلك دليلا آخر يثبت أن مصدر الدجاجة أكس هو ثقب أسود وليس نجما نيوتروياً.
اقرأ على جوك أيضاً الاقتران والشهور القمرية.. أنواعها وأسباب اختلاف العلماء عليها
إندماج الزمان والمكان
لقد بينت النظرية النسبية العامة لأنشتاين تحدب الزمان والمكان في الثقب الأسود ، واحدى نتائج تحدب الزمان والمكان هو انحراف ضوء النجم المار علي حاقة الشمس ويعتبر تحدب الزمن والمكان في نصف القطر التجاذبي للثقب الأسود .
وهذا التحدب يزداد بإطراد كلما اقتربنا من مركز الثقب الأسود مما يعني أن المادة التي انهارت تنضغط وتكبس إلى أن تصبح كثافتها ما لا نهاية في المركز وتصف النظرية النسبية العامة مركز الثقب بأنه منطقة يختلف فيها الزمن والمكان حيث توجد قوة لا نهاية لها من الجاذبية على شكل مد وجزر بالاضافة الى المادة المنهارة.
اقرأ على جوك أيضاً ما الذي يمسك السماء أن تقع على الأرض أو تتمزق في الفضاء؟
الثقوب السوداء والطاقة
المواد التي تنهار داخل مراكز الثقب الاسود أكثر كفاءة وقدرة على تحويل المادة الى طاقة ، بالمقارنة مع التفاعلات النووية الحرارية في نجم متوسط كالشمس وتبلغ هذه النسبة 6% من الثقوب السوداء غير الدوارة ولكن الثقوب السوداء الناشئة عن النجوم المنهارة تدور بسرعة كبيرة وتبلغ فيها كمية كفاءة تحويل المادة الى طاقة الي 43% وهذه النسبة المرتفعة جعلت العلماء يعتقدون أن الثقوب السوداء هي التي تزودنا بالطاقة.
اقرأ على جوك أيضاً وكالة "ناسا" تشعل أمل الملايين بالإنتقال إلى كوكب جديد
أفق الحدث والثقب الاسود
أفق الحدث الذي تشغله المواد محل خلاف كبير فقد وضع علماء الفلك افتراضاً أن الثقب الاسود لا يمكن للضوء أو أي مادة أخرى من الموجات الاقلات منه.
الثقب الأسود يعتمد على كمية المادة داخل أفق الحدث وليس على الحجم أفق الحدث هو حد الثقب الأسود الذي لا يمكن الضوء او اي شئ آخر أن يخرج عن هذا الحد إما خارج افق الحدث يمكن لبعض الضوء أن يتحرك الى أعلى والي داخل الثقب الأسود.
وكلما كان مصدر الضوء بعيداً عن أفق الحدث زادت فرصة فوتوناته في عدم الانجذاب الي عمق الثقب الأسود. أما عند أفق الحدث فان إنبعاث الضوء سيتوفق أي لن يتحرك الي أعلى بعيدا الى الفضاء ، أو يهبط الي مركز الثقب الأسود.
ولم يتمكن العلماء من رؤية أي ضوء يصدر من افق الحدث وذلك بسبب ظاهرة الازاحة الحمراء التجاذبية ، ويقصد ظاهرة الازاحة الحمراء التجاذبية انتقال خطوط
يجب عليك تسجيل الدخول أولاً لإضافة تعليق.