Share, , Google Plus, Pinterest,

Posted in:

كيف نرى الكون من خلال الثقوب السوداء

الثقوب السوداء تلك الاشياء العملاقة التى ترواد خيال العلماء منذ زمن طويل ربما لانهم غير مرئية ولكن كانوا يدركون تاثيراتها . فمنذ أن تم اكتشاف أول ثقب اسود عام 1971 وأصبح الخيال حقيقة وسعى العلماء للوصول إلى حقيقة هذا الشئ العملاق ومعرفة ما وراءه وما القوة المتحكمة فيه، وهل هو بوابة لكون موازى آخر أم هو طريق الى عالم جديد غير هذا الكون. وبعد زمن تم وضع نظرية السفر عبر الزمن من خلال هذه الثقوب .

صورة 1

فعند البدء بالحديث عن الثقوب السوداء يجب علينا ان نطرح عدة اسئلة حول حقيقتها…

  • ماهى؟!
  • كيف تتكون؟!
  • هل لها انواع؟!

نبدأ بالاجابة على هذة الاسئلة بنوع من التفصيل.

ماهى الثقوب السوداء؟

الثقب الاسود هو فى الحقيقة كتلة ضخمة جداً متركزة فى حيز صغير جداً له كثافة كبيرة جداًً وله جاذبية عالية تكاد تكون ما لانهاية حتى ان الضوء لا يمكنه الافلات من هذا الثقب . وتقدر كتلة الثقب الاسود ما بين مئات آلاف وعشرات البلايين من الكتلة الشمسية . ولك أن تتخيل حجم هذا الثقب، فهو كبير بما فيه الكفاية ليحتوي على 1,000 من نظامنا الشمسي تقريبا ويزن حوالي كل النجوم في درب التبانة.

ولا يمكننا ان نذكر الثقب الاسود دون ان نذكر آفق الحدثevent horizon . يعبر افق الحدث هو الحيز الوهمى الذى يوجد حول الثقب الاسود تصل فيه قوة الجاذبية الى قيمة تكاد تكون ما لانهاية فلا يمكن التنبؤ بماذا سيحدث فى داخله . وعندما تعبر المواد افق الحدث فانه تزاد كتلة الثقب الاسود ويتسع هذا المجال

صورة 2

كيفية تكون الثقب الاسود؟

غالبا ما تتكون الثقوب السوداء من انفجار نجم عملاق او نجم نيترونى ويحدث ذلك عندما يتوقف تفاعل الاندماج النووى فى مركز النجم مما يؤدى الى غلبة قوى الجاذبية على القوى الاخرى المسببة لتوازن النجم فيحدث انجار ضخم جدا يتولد بعده ثقب اسود. وسوف نذكر كيف يتكون كل نوع من انواع الثقوب االسوداء .

انواع الثقوب السوداء

الثقوب السوداء لها ثلاثة انواع رئيسة وهم:

  • الثقب الاسود الصغير

توجد نظرية تقترح ان هذا النوع من الثقوب السوداء قد تكون فى مراحل مبكرة من عمر هذا الكون ولكن لايوجد دليل يؤيد هذه النظرية .هذه الثقوب السوداء لها افق حدث صغير جدا مثل عرض الجسيمات الذرية . وهذا النوع هو الذى يمكن ان يتكون نظرياً داخل مصدام الهيدرونات او المعجلات العملاقة على الارض ( وهذا يعزز نظرية تكوينه فى مراحل الكون المبكرة ولكن لا يعتبر دليل

  • الثقب الاسود النجمى

الثقب الاسود النجمى هو الثقب الذى يتكون نتيجة انفجار النجوم حيث ان الجاذبية داخل النجم تجذب جميع مكونات النجم الى القرب من بعضها وهذا يحدث فى نفس الوقت مع الانفجارات النووية العملاقة التى تولد طاقة حراية كبيرة فتقوم هذه الطاقة الكبيرة بدفع مكونات النجم الى الخارج ( اى تعمل بعكس عمل قوى الجاذبية ) مما يؤدى الى حدوث توازن فى النجم . ولكن عندما ينفذ الوقود النووى تحدث تغير تغيرات هائلة داخل النجم حيث تصبح السيطرة لقوى الجاذبية ويصل النجم لمرحلة من عدم الاستقرار -ان دق التعبير- مما يؤدى الى انفجار الطبقة الخارجية من النجم ويتكون السوبر نوفا وتحدث عملية انهيار لنواة النجم ويتحول ما تبقى من النجم الى ثقب اسود

صورة 3

  • الثقب الاسود العملاق

تتميز التثقوب العملاقة عن الانواع الاخرى بصفات تنفرد بها، فنجد أن متوسط الكثافة للثقوب السوداء العملاقة يمكن أن تكون منخفضة جدا، وقد تكون اقل من كثافة الهواء لان الكثافة تتناسب عكسيا مع الحجم

هناك عدة طرق لتشكل الثقوب السوداء العملاقة، الطريقة الأكثر وضوحا هي النمو البطيئ عن طريق المادة (بدء من الثقب الاسود بالحجم النجمي). الطريقة الأخرى لإنتاج ثقب أسود عملاق يتطلب إنهيار غيمة غاز كبيرة داخل نجم قريب، وربما يكون بحجم مائة ألف كتلة شمسنا ومافوق، عندها يصبح النجم غير مستقر نتيجة التغيرات الإشعاعية بسبب زوجي الإكترون والبيزترون المنتج في قلبه، وقد ينهار مباشرة متحولا إلى ثقب أسود بدون إنفجار سوبرنوفا.

وطريقة أخرى تستلزم تجمع نجمي كثيف والذي يجتاز الإنهيار الرئيسي كطاقة حرارية سلبية للنظام ينقل تشتت السرعة في القلب إلى سرعات نسبية هائلة. وقد يكون من المحتمل أن تشكل الثقوب العملاقة حدث مباشرة وبتأثير الضغط الخارجي في المرحلة الأولى من الانفجار العظيم.

ملاحظة، يبدو هناك حاليا فجوة في توزيع أعداد الثقوب السوداء في الكون، فهناك ثقوب سوداء بأحجام نجمية تشكلت من تحطم النجوم، والتي ربما يتراوح كتلتها بعشرة كتل شمسية، اما الثقوب العملاقة فهي في حدود مائة ألف كتلة شمسية على الأقل، بين هذه الأنظمة تظهر ندرة تلك الأجسام. على أية حال، توحي بعض النماذج بأن مصادر الاشعة السينية المضيئة جدا (Ultraluminous X-ray) قد تكون هي ثقوب سوداء من هذه المجموعة المفقودة.

الثقوب البيضاء (مضاد الثقب الأسود)

تعبير ثقب ابيض هو في الحقيقة تعبيرا حرفيا جدا، حيث أن المفهوم الصحيح للثقب الابيض هو ‘ مضاد الثقب الاسود ‘، والثقب الاسود هو مكان حيث يمكن للمادة أن تفقد من الكون، والثقب الابيض هو مكان حيث نخرج المادة إلى الكون، حيث يشبه كثيرا اللانهائية الموجودة عند الانفجار العظيم (بالرغم من أنه ليس نفسه تماما حيث لم يكن هناك شئ قبل الانفجار العظيم)، وبذلك نستطيع تعريف الثقب الأبيض بأنه نقيض الثقب الأسود، ففي الثقب الأسود سوف تختفي المادة تماما وتفقد خصائصها داخل مركز الثقب الأسود ومن ثم تخرج وبشكل آخر إلى كون آخر مشكلة ما نسميه ثقب ابيض.

ومن المحتمل عدم وجود اى ثقب ابيض فى كوننا الحالى لانه فقط تصور رياضى جدا حيث يتسارع فيه الزمن بصورة كبيرة جدا لدرجة ان ملايين السنين قد تمر خارج الثقب الابيض بينما تكون فى داخه مجرد ايام او ساعات قليلة جدا وفى حالة انه تم اكتشاف ثقب ابيض فان حلم السفر عبر الزمان والمكان سوف يكون حقيقة واقعية جدا ً لان عندما يكون هناك ثقب اسود وثقب ابيض فذلك يدل على تكون نفق اوثقب دودى ويكون ذلك الثقب يربط بين زمانان مختلفان او كونان مختلفان والثقب الدودى يمكن ان يكون داخل كون واحد او زمن واحد ويوصل من موقع الى موقع اخر فى نفس الكون والزمن وهذا يعتبر كطريق مختصر او جسر وهذا مثال للسفر عبر المكان

السفر عبر الزمان والمكان

السفر عبر الزمان والمكان من الافكار التى دائما ما تقع فى مخيلتنا خصوصا عند حدوث خطا او تدرك انك قد اخترت الاختيار الخاطئ فتود ان يعود بك الزمن لكى تصحح الاخيار او تمنع حدوث الخطأ وان كنت ملماً بشئون هذا الموضوع فانك سوف تحاول ان تتخيل طريقة لذلك وغالبا ما تفكر فى ثقب اسود يوصل الى عالم اخر او وقت قد مضى من حياتك .ربما السفر عبر الزمن هو الان حقيقة فى مخيلتنا وممكن من خلال المعادلات الرياضية ولكن فى التحقيق على ارض الواقع مستحيل فى هذا الزمن وربما يكون ممكن فى المستقبل . ولكن تعالوا معنا للبحث عن آلية السفر عبر الزمان .

صورة 4

طرحت عدة أفكار للسفر عبر الزمان تعتمد بشكل أو بآخر على فكرة المسار المغلق للزمكان.

فكرة استخدام الثقب الدودى للسفر عبر الزمان وفي تلك الحالة يكون الثقب عبارة عن طريق مختصر للانتقال من نقطة في المكان والزمان إلى نقطة أخرى من المكان والزمان.

ويتم ذلك بتعجيل نهاية إحدى طرفي الثقب إلى سرعة عالية نسبة إلى الآخر، وبعد ذلك وفي وقت ما يعيده إلى وضعة قبل التعجيل، الزمن النسبي المتوسع يؤثر على الزمن في فتحة طرف الثقب الدودي المعجل الذي يمر عليه الزمن بأقل من الطرف الثابت كما يراها مراقب من خارج الحدث

لسوء الحظ أن عبور الثقب الدودي والإنتقال من كون إلى آخر هو شئ مستحيل، فإذا إفترضنا وتمكن المسافر من أن يعبر أفق واحد فقط وفي إتجاه واحد، فعليه أولا أن ينتظر حتى يكون الثقبين قد إندمجا وإجتمعت آفاقهم، وقد يدخل المسافر من خلال أفق واحد لكن بعد أن يدخل لا يستطيع الخروج، إما من خلال ذلك الأفق أو خلال الأفق الذي على الجانب الآخر ويكون مصيره في هذه المخاطره هي أن يموت في الانهائية التي تتشكل من إنهيار الثقب الدودي، ولكنه يمكن أن يرى إشارات خفيفة من الكون الآخر، حيث أنه (المسافر) سيكون قادرا على رؤية الكون الآخر فقط بعد السقوط من خلال أفق الحفرة المظلمة وذلك من خلال مضيق الثقب الدودي، ومن الطبيعي جدا إننا غير قادرين على دخول الكون الآخر، والعقوبة لرؤيتها هو الموت في اللانهائية.

صورة 5

فكرة اخرى طرحها البعض وهى الاعتماد على ما يسمى (بالأوتار الكونية), وهي أجسام يفترض أنها تخلفت عن (الانفجار العظيم) لها طول يقدر بالسنين الضوئية, ولكنها دقيقة جدا إلى حد انحناء (الزمكان) بشدة حولها. فإذا تقابل وتران كونيان يسير أحدهما عبر الآخر بسرعة الضوء تقريبًا تكون منحنى مغلق للزمكان يستطيع المرء اتباعه للسفر في الماضي. وقدم فرانك تبلر عام 1974 فكرة للسفر عبر الزمان تعتمد على أن اسطوانة كثيفة الكتلة سريعة الدوران سوف تجر (الزمكان) حولها مكونة مسارات زمنية مغلقة. وفي عام 1949 أثبت الرياضي الشهير كورت جودل أن الكون يمكن أن يكون دوارًا, بمعدل بطيء جدا, وأنه يمكن أن يترتب على ذلك مسار مغلق في الزمكان.

أما كيب ثورن وزملاؤه فقد وضعوا تصميمًا لآلة للسفر في الزمن تعتمد على تخليق ثقب دودي ميكروسكوبي في المعمل, وذلك من خلال تحطيم الذرة في معجل للجسيمات. ثم يلي ذلك التأثير على الثقب الدودي الناتج بواسطة نبضات من الطاقة حتى يستمر فترة مناسبة في الزمان, ويلي ذلك خطوة تشكيله بواسطة شحنات كهربية تؤدي إلى تحديد مدخل ومخرج للثقب الدودي, وأخيرًا تكبيره بحيث يناسب حجم رائد فضاء بواسطة إضافة طاقة سلبية ناتجة عن نبضات الليزر

اما بالنسبة لألبرت اينشتاين انه خلال آلة ما استطاع ان يجعل سرعة الالكترونات تصل إلى ثلاثمئة الف كم في الثانية فتوقف الزمن بالنسبة لهذه الالكترونات واستنتج البرت انه عندما تكون سرعة الجسم ثلاثمئة الف كم في الثانية فسيرسل إلى المستقبل وعندما تكون سرعة الجسم أكثر من ثلاثمئة الف كم في الثانية فسيرسل إلى الماضي.

وقد يقول البعض بما انه مجرد اكتشاف رياضي فلماذا نهتم به هذا الاهتمام ونضعه فى تصورنا ويمكن الرد بان الاكتشافات الرياضية سوف تتحول الى اكتشافات واقعية مع مرور الزمن وتقدم التكنولوجيا وآلات الرصد.

Notice

Comments

comments

6 Comments

Leave a Reply
  1. بارك الله فيكم على هذا الموقع الرائع …حقا تطرحون مواضيع جد شيقة وبشكل بسيط وواضح
    بالتوفيق لكم

  2. كثيرا ما بحثت عن مثل هذة المعلومات ولكن الحمد لله وجدتها فى هذا المقال واكثر بالتوفيق للكاتب

  3. موضوع جميل والاجمل الحديث عن اليات السفر عبر الزمان

اترك رد