ما الثقب الأسود وكيف ينشأ؟

ما الثقب الأسود وكيف ينشأ؟  الثقب الأسود هو منطقة موجودة في الزمكان (الفضاء بأبعاده الأربعة، وهي الأبعاد الثلاثة بالإضافة إلى الزمن) تتميز بجاذبية قوية جداً بحيث لا يمكن لأي شيء – ولا حتى الجسيمات أو موجات الإشعاع الكهرومغناطيسي مثل الضوء – الإفلات منها. تتنبأ النظرية النسبية العامة بأنه يمكن لكتلة مضغوطة بقدر معين أن تشوه الزمكان لتشكيل الثقب الأسود. يُطلق على حدود المنطقة التي لا يُمكن الهروب منها اسم أفق الحدث. وعلى الرغم من أن عبور حدود أفق الحدث له تأثيرات هائلة على مصير وظروف أي جسم يعبُره، إلا أنه لا تظهر أي خصائص يُمكن ملاحظتها لهذه المنطقة. يعمل الثقب الأسود بصفته جسما أسودا مثاليا، لأنه لا يعكس أي ضوء. علاوة على ذلك، تتنبأ نظرية المجال الكمي في الزمكان المنحني بٱنبعاث إشعاع هوكينج آفاق الحدث، بنفس الطيف الذي يتسم به الجسم الأسود لدرجة حرارة تتناسب عكسيا مع كتلته. درجة الحرارة هذه على حدود جزء من مليار من الكلفن للثقوب السوداء من الكتلة النجمية، مما يعني استحالة ملاحظتها.

ويقول العلماء إن الثقب الأسود عبارة عن بؤرة مظلمة تصل فيها الجاذبية إلى مستوى هائل، بحيث يستطيع أن يجذب إليه كل شيء، حتى إنه يستطيع أن يمتص الضوء.

وينشأ الثقب الأسود عندما يصل عمر النجم إلى نهايته، وحين تتلاشى الطاقة التي تحافظ على تماسكه خلال حياته، فتبدأ مرحلة الانهيار ويحصل انفجار هائل.

وعقب ذلك، تسقط كافة المواد التي خلفها الانفجار في نقطة صغيرة وغير متناهية، لكن الجدير بالذكر، هو أن هذه المخلفات تزيد عن كتلة الشمس بعدة مرات.

يعرف الثقف الأسود على أنه مكان في الفضاء الخارجي ذو جاذبية قوية بحيث لا يستطيع الضوء الخروج منها، ويعود سبب هذه القوة إلى أن بعض النجوم بعد موتها تقع تحت ضغط كبير، في مساحة صغيرة، وتعتبر الثقوب السوداء غير مرئية كونها سوداء وتمتص الضوء، حيث يمكن ملاحظتها باستخدام تلسكوبات خاصة، وذلك عن طريق مراقبة حركة النجوم القريبة منها بشكل كبير، حيث تبدأ بالتصرف بطرق مختلفة عن النجوم الأخرى، ويمكن للثقوب السوداء أن تكون كبيرة جداً، أو صغيرة جداً، ويعتقد العلماء أن أصغر ثقب أسود صغير جداً هو بحجم ذرة واحدة، لكنه بكتلة جبل كبير، وبتبلغ كتلة البعض الآخر 20 مرة أكثر من كتلة الشمس،[١] وتتحول النجوم الضخمة فقط، والتي تكون أكبر بثلاث مرات من كتلة الشمس، إلى ثقوب سوداء في نهاية حياتها، أما النجوم الصغيرة، فإنها تتحول إلى أجسام ذات ضغط أقل، وتتحول إلى نجوم نيوترونية، أو أقزام بيضاء

هنالك الكثير من الحقائق المثيرة للاهتمام حول الثقوب السوداء، ومنها:[٤] تقترح النظريات أنه في حال وقع شخص ما في داخل ثقب أسود، فإن الجسم سوف يتمدد كالسباغيتي، ولكن أشارت دراسة أُجريت عام 2012 إلى أن التأثيرات الكمية ستتسبب في حدوث ما يشبه جدار النار، والذي سيحرق أي جسم على الفور. تسقط الأجسام داخل الثقب الأسود، فهو لا يقوم بامتصاصها داخله. سوف يتمزق أي نجم صغير في حال مرّ بالقرب من الثقب الأسود. يقدر العلماء أنه هنالك ما بين 10 مليون والمليار ثقب أسود نجمي بحجم ثلاثة كتل شمسية في مجرة درب التبانة. تم تحديد أول ثقب أسود عام1971 ويسمى ب (Cygnus X-1)، حيث اكتشف العلماء انبعاثات راديو قادمة من هذا الثقب المخفي، وتم تصنيفه على أنه ثقب أسود.

ويطلق العلماء مصطلح “التفرد” على النقطة التي تجتمع فيها مخلفات الانفجار النجمي، وتستطيع أن تقوم بتأثير كبير على الرغم من صغرها المتناهي.

ولأن البعض قد يتساءل حول ما يمكن أن يقع إذا جعلنا مركبة فضائية تقصد ما يعرف بـ”الأفق الحدث” للثقب الأسود، وهو منطقة لا يستطيع من يوجد في خارجها أن يلاحظ في داخلها.

وإذا أرسلنا مركبة فضائية صوب هذه المنطقة، سيحدث ما يسمى بـ”تأثير المعكرونة”، إذ سيصبح جزؤها القريب من الثقب الأسود شديد الجاذبية.

وبعدها، ستتمدد المركبة الفضائية بشكل عمودي، وتتحول إلى ما يشبه الشعرة أو شريط من “الباستا”، وتنسحق باتجاه الثقب.

أشار كل من جون ميشيل وبيير سيمون لابلاس إلى وجود أجسام تمتلك حقول جاذبية قوية بحيث لا يمكن للضوء أن يهرب منها في القرن الثامن عشر. عثر كارل شوارزشيلد على أول حل رياضي حديث للنسبية العامة التي تُميز الثقب الأسود في عام 1916، إلا أن تفسير الحل الرياضي شَكّل منطقة فضاء لا يمكن أن يفلت منها أي شيء كان قد نشر لأول مرة من قِبل ديفيد فينكلشتاين في عام 1958. كانت الثقوب السوداء تعتبر مجرد خيال وفضول لدى علماء الرياضيات لفترة طويلة. لكن خلال ستينيات القرن العشرين، أظهر العمل النظري تنبؤ النسبية العامة بالثقوب. أثار اكتشاف نجوم نيوترونية بواسطة جوسلين بيل بورنيل في عام 1967 الاهتمام بالأجسام المدمجة المنهارة بالجاذبية بصفتها حقيقة فيزيائية فلكية ممكنة