الثقب الأسود
الثقب الأسود هو أحد الظواهر العلمية التي تم اكتشافها مؤخراً في الفضاء الواسع، حيث اكتشف العلماء العديد من الظواهر بما في ذلك الثقب الأسود، وهو مادة موجودة في الفضاء ولها جاذبية قوية جداً بحيث لا يمر من خلالها أي ضوء. بل إنها تمتص الضوء ولها كثافة عالية. وهذه ليست المعلومة أو الحقيقة العلمية الوحيدة عن الثقب الأسود، فهناك العديد من المعلومات والحقائق العلمية المهمة عنه والتي سنتعرف عليها في السطور القادمة من هذا المقال.
كان ألبرت أينشتاين أول من تنبأ بوجود الثقب الأسود
أكد أينشتاين عالم الفيزياء العبقري الذي طور النظرية النسبية العامة، أن هناك ما يسمى بالثقب الأسود، وهي منطقة من الفضاء ذات كثافة عالية وجاذبية كبيرة وقوية للغاية.
ولا يعود الاسم إلى أينشتاين، بل إلى العلماء من بعده، وعلى وجه الخصوص عالم الفلك الأمريكي جون ويلر، الذي أطلق عليها الثقوب السوداء في الستينيات. وشرحها على أنها مناطق تمتص الضوء في الفضاء ولها جاذبية قوية، وهو ما يتفق مع تفسير أينشتاين السابق.
وفي عام 1971، أكد العلماء الأمريكيون وجود ثقوب سوداء تؤثر على النجوم والغازات في الفضاء. إلا أن هذه الأجسام المحيطة بالنجوم لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، ولكنها تحتاج إلى أقمار صناعية وتلسكوبات لرؤيتها.
كيف تشكل الثقب الأسود؟
هناك العديد من النظريات حول كيفية بدء تشكل الثقب الأسود في الفضاء، ومن أشهر هذه النظريات أن الثقب الأسود عبارة عن مجموعة من النجوم الضخمة في حياتها السابقة، لكنها فقدت الطاقة وتحولت إلى ثقب أسود .
وتؤكد هذه النظرية أن النجم عبارة عن مصنع كبير للطاقة، مصدره التفاعلات النووية الهائلة التي تحدث في المكونات الأساسية للنجوم وهي الهيدروجين، وأثناء الاندماج النووي لذرات الهيدروجين مع بعضها البعض يتشكل غاز الهيليوم الذي بدوره الصمامات إلى عناصر أثقل.
كلما ظهر عنصر ثقيل جديد، يحدث اندماج جديد كجزء من التفاعلات النووية، مما يولد كميات هائلة من الطاقة التي تنتقل عبر أشعة النجم، وبسبب التوازن بين قوتها الناتجة عن الاندماج وقوة النجم، ويحافظ عمرها الطويل وكتلتها على التجاذب بين العناصر والذرات التي تتكون منها.
وتوصل العلماء إلى أن هذا التفسير يعني أن كتلة النجم تزيد عن 25 مرة كتلة الشمس وبالتالي فهو يفقد طاقته، وفي الوقت نفسه ينشأ اختلال في التوازن بين القوى التي تدعمه وبين التجاذب بين القوى المختلفة. تبدأ العناصر بالتغلب على قوة الطاقة الناتجة عن الاندماج.
وبعد هذه التفاعلات، ينفجر النجم بسبب اصطدامات عنيفة بين المادة الموجودة في مركز النجم، والتي تنتج بسبب الضغط القوي تدفقا يسميه العلماء المستعر الأعظم، وبالتالي يؤدي إلى انتقال الغازات المتبقية لذلك النجم، بالإضافة إلى غلافه الجوي، إلى الفضاء، تاركاً وراءه مركز النجم العملاق المعروف بالثقب الأسود. ومن خصائصه كثافته الشديدة.
الثقوب السوداء النجمية
هناك أنواع عديدة من الثقوب السوداء، وهي نوع من انهيارات النجوم الكبيرة التي تتعرض للضغط بعد انهيارها حتى تتشكل على شكل المستعر الأعظم الذي تحدثنا عنه. وعندما تنكشف النجوم الأصغر حجما، تنكشف كتلتها ثلاثة أضعاف كتلة الشمس وتكون عرضة للانهيار، وبالتالي لا يتحول مركز هذه النجوم إلى ثقب أسود، بل يتحول إلى نواة جديدة تسمى النجوم النيوترونية أو الأقزام البيضاء.
وتتميز هذه الثقوب السوداء النجمية بالعديد من الخصائص، منها على سبيل المثال أن كثافتها عالية للغاية، مما يخلق جاذبية كبيرة لمحيطها مع استمرارها في جذب الغبار الكوني حولها. اكتشف العلماء أن هناك مئات الملايين من الثقوب السوداء النجمية في الكون في درب التبانة.
الثقوب السوداء الهائلة
هذه الثقوب السوداء كبيرة جدًا، حيث تتراوح كتلتها من ملايين إلى مليارات المرات كتلة الشمس. وعلى الرغم من كتلتها الكبيرة، إلا أن حجمها يساوي حجم الشمس لأن أنصاف أقطارها متماثلة، وتوجد هذه الثقوب في قلب جميع المجرات في الكون. هناك العديد من النظريات العلمية التي تقول بأن تشكل هذه الثقوب السوداء فائقة الكتلة ينطوي على اندماج عدد كبير من الثقوب السوداء النجمية، ربما المئات أو حتى الآلاف، أو انهيار مجموعة من النجوم في نفس الوقت، وجمعها معًا لتشكل ثقوبًا فائقة الكتلة. أو الثقوب العملاقة.
الثقوب السوداء المتوسطة
وتعد هذه الثقوب السوداء المتوسطة أحدث الاكتشافات العلمية، وتتكون من نجوم كبيرة أو صغيرة. وتتشكل هذه الثقوب السوداء المتوسطة نتيجة اصطدام مجموعة من النجوم في تفاعل مستمر. اكتشف العلماء نظرية الثقب المتوسط هذه في عام 2014م، وهو ثقب أسود متوسط من خلال ذراع مجرة حلزونية.
آثار الثقوب السوداء
لا تزال الثقوب السوداء مادة غامضة حتى يومنا هذا، على الرغم من كثرة النظريات والتفسيرات التي وضعها العلماء حولها. أما التأثير الذي اكتشفه العلماء حتى الآن، فهو أن الأجسام القريبة من الثقب الأسود تسقط فيه بسبب تأثير الجاذبية الهائلة للثقب الموجود عليه، مما يجعل الأجسام تقترب بقوة وتتوسع وتتوسع حتى تتفاعل مع النجوم الضخمة و هذه تمتص ما يعرف بظاهرة المستعر الأعظم.
أما عن تأثير الثقوب السوداء على كوكبنا الأرض، فقد أكد العلماء أن أقرب ثقب أسود إلينا يبعد عن الأرض 1600 سنة ضوئية، وبالتالي فإن الأرض لن تتأثر بالثقوب السوداء وتتحول يوما ما إلى ثقب أسود، لأنه نجم قريب من الأرض وهذا يعرض الأرض لخطر كبير.
إلا أن هذه النظرية لم يؤكدها العلماء لأن الشمس نجم صغير ولا يمكن تحويلها إلى ثقب أسود. ولذلك فإن كتلتها صغيرة وقوة جاذبيتها للأرض لا تسبب انجذابها إليها.
وفي هذا المقال ذهبنا في رحلة علمية إلى الفضاء وتعرفنا على الكثير من الحقائق العلمية عن الثقوب السوداء.