لفترة طويلة ، بدا أن الثقوب السوداء الغامضة موجودة حصريًا في أذهان الفيزيائيين النظريين. الآن ، وبفضل إنجازات العلم الحديث ، أصبح من الواضح أنها موجودة بالفعل. في 14 سبتمبر 2015 ، تأرجحت موجات الجاذبية لأول مرة الزمكان في كاشفات LIGO الأمريكية. إن إثبات تموجات الزمكان ، التي تنبأ بها ألبرت أينشتاين (1879-1955) قبل 100 عام ، هو في الوقت نفسه دليل تجريبي على الوجود المادي للثقوب السوداء.
نشأت الإشارة المقاسة الأولى GW150914 من ثقبين أسودين يحتويان على 36 و 29 كتلة شمسية ، والتي كانت تحيط ببعضها البعض على شكل نظام نجمي ثنائي ، حتى تم دمجها أخيرًا في كائن من 62 كتلة شمسية.
بعد بضعة أشهر ، سجل الباحثون موجات جاذبية من المصدر GW151226 من نظام مماثل. صدمت هذه الأحداث بشكل هائل هيكل الزمكان. وبطريقة مثيرة للإعجاب أكدوا وجود هذا الوحش الكوني غير المعروف.
ولكن ما الذي يعرفه الرجل العادي عن الثقوب السوداء؟ مجرد حقائق قليلة تعلمت مرة واحدة في صفوف علم الفلك المدرسي. دعونا نحاول تعويض هذه الفجوة المعرفية. تقديم أهم 10 حقائق مثيرة للاهتمام حول الثقوب السوداء في الفضاء.
10. يمكن أن تكون كبيرة بشكل لا نهائي
يمكن أن تصل الثقوب السوداء فائقة الحجم من 105 إلى 1010 كتلة شمسية. لا يزال من غير الواضح كيف نشأت وتطورت. يقترح الباحثون وجود ثقب أسود فائق في كل مركز تقريبًا من المجرة.
ينتمي الثقب الأسود ، الذي يقع في وسط درب التبانة ، إلى هذه الفئة مع 3.6 مليون كتلة شمسية. إذا كان الثقب الأسود محاطًا بقرص دوار من الغبار والغاز ، فقد تسخن المادة وتبدأ في التوهج بشكل مشرق للغاية. تسمى هذه الظواهر مجرات سيفرت أو النجوم الزائفة.
9. بالكاد يمكن ملاحظتها
يصعب العثور على الثقوب السوداء لأنها لا تنبعث منها الضوء. تخرج أشعة الضوء عن مدارها بسبب قوة الجاذبية الهائلة. هناك أيضًا ثقوب سوداء "تنام" ولا تصبح نشطة إلا عند اقتراب المادة.
بما أن الثقوب السوداء تمتص كل الضوء ، كما يفعل العديد من الأجسام الفضائية اللامعة في السماء ، فلا يستطيع الفلكيون تحديدها مباشرة. ولكن هناك بعض المفاتيح التي تظهر وجود ثقب أسود.
من ناحية ، تجذب الجاذبية القوية للثقب الأسود أي أجسام محيطة. يستخدم علماء الفلك هذه الحركات غير المنتظمة لاستنتاج وجود وحش غير مرئي يختبئ في مكان قريب.
أو يمكن أن تدور الأشياء حول ثقب أسود ، ويمكن لعلماء الفلك البحث عن النجوم التي لا يبدو أنها تتحرك على الإطلاق للعثور على مرشح محتمل للحصول على لقب الثقب الأسود. لذلك حدد علماء الفلك في أواخر العقد الأول من القرن العشرين القوس باعتباره ثقبًا أسود.
8. الثقوب السوداء - المكانس الكهربائية العملاقة
يطلق بعض العلماء على الثقوب السوداء مجموعات عملاقة من المادة في مساحة صغيرة جدًا. كما أنهم يعترفون بذلك تعمل الثقوب السوداء مثل المكنسة الكهربائية فائقة القوة.
يجذبون المادة ، ثم يمتصونها بلا رحمة ، مثل نبات لاحم في فتحة عميقة. كما أنها تلتقط النجوم عندما تقع في منطقة الجذب لمثل هذا الثقب الأسود. في هذه الحالة ، تدور المادة النجمية حول ثقب أسود ، وتسخن وتتوهج بشكل مشرق قبل أن تختفي فيه.
في عام 2010 ، لاحظ الباحثون باستخدام التلسكوب كيف أن الثقب الأسود العملاق مزق نجمًا.
7. تؤثر على الوقت
وفقا لنظرية النسبية لأينشتاين ، فإن الوقت للمراقبين المختلفين يسير بشكل مختلف. عند السرعات القريبة من سرعة الضوء ، يتدفق الوقت ببطء أكبر لجسم متحرك. أي أن سرعة الضوء هي قيمة مطلقة ، وهي غير واقعية لتحقيقها ، والوقت نسبيًا دائمًا.
ذات مرة ، استنتج أينشتاين أن الجاذبية تظهر نتيجة لانحناء الزمكان. دعا مثل هذا الانتظام النظرية النسبية العامة. في الزمكان المنحني ، تتحرك جميع العناصر عبر أقصر مسار.
تشير النظرية العامة للنسبية إلى أن سرعة الوقت تعتمد بشكل مباشر على مجال الجاذبية.
الثقوب السوداء لها كتلة كبيرة لدرجة أنها تنحني الزمكان بطريقة تحدث فيها فشلًا لا نهاية له. لذلك ، بمجرد الوصول ، تكون العودة غير واقعية بالفعل.
6. رمي المادة في الفضاء
الثقوب السوداء هي أيضًا نوع من أكلة آكلة اللحوم ، والتي غالبًا ما توضح موقعها. عندما تجذب النجوم المحيطة بها ، فإن قوى الجاذبية والمغناطيسية القوية تسخن الغاز والغبار الساقط ، مما يتسبب في إشعاعهما. يشتمل جزء من هذه المادة المضيئة على ثقب أسود في منطقة دوامية تسمى قرص التنامي.
في الوقت نفسه ، لا تبقى المادة التي تبدأ في السقوط في الثقب الأسود هناك بالضرورة. يمكن أن تؤدي الثقوب السوداء أحيانًا إلى سقوط ستاردستوتحويله إلى نوع من التجشؤات القوية للإشعاع.
5. ليس مداخل ، ولكن المجالات
في معظم كتب وأدلة علم الفلك ، تظهر الثقوب السوداء كمداخل. هذا لأنه يتم عرضها من وجهة نظر بئر الجاذبية. حقيقة تشبه الثقوب السوداء كرة في شكلها.
4. لماذا السود
على الرغم من حقيقة أن الثقب الأسود لا يهم ، إلا أن له سطحًا - "أفق الحدث". إلى حد ما ، هذا محدد لا يمكن لأي شيء من خلاله اختراق إلى الخارج - لا إشارة لاسلكية ، ولا حتى جزيئات الضوء تدور بسرعات ضخمة. من هنا جاءت كلمة "أسود".
3. لا تطبق قوانين الفيزياء في المركز
إذا كان الثقب الأسود يدور ، فإن أفق الحدث مشوه قليلاً. ومع ذلك ، فإن الزمكان لبيئتها المباشرة والمادة الموجودة هناك تدور معها. هذه المنطقة من تأثير الثقب الأسود تسمى الأرجوسفير ولها شكل بيضاوي الشكل. المادة ، التي دخلت مرة واحدة من الخارج ، لا تغرق بالضرورة مباشرة في فخ الزمكان ، ولكنها تدور أولاً معها.
2. لا يوجد ثقب أسود واحد مثل الآخرين
يمكن أن يكون للثقوب السوداء الهائلة التي تنبأت بها نظرية آينشتاين النسبية العامة كتلًا تساوي مليارات الشمس. ربما تكون هذه الوحوش الفضائية مختبئة في مراكز معظم المجرات.
يحتوي درب التبانة على الثقب الأسود الهائل في المركز ، والمعروف باسم القوس A ، والذي هو أكبر بأربعة ملايين مرة من شمسنا.
لا تزال العناصر الصغيرة من عائلة الثقب الأسود نظرية. يمكن أن تظهر هذه العواصف الصغيرة من الظلام بعد فترة وجيزة من تشكل الكون نتيجة انفجار كبير ، قبل حوالي 13.7 مليار سنة ، ثم تبخرت بسرعة.
يشك الفلكيون أيضًا في وجود فئة من الأشياء في الكون تسمى الثقوب السوداء متوسطة الحجم ، على الرغم من أن الأدلة على وجودها لا تزال مثيرة للجدل.
1. افتتح جون ويلر
صاغ جون أرشيبالد ويلر مصطلح "الثقب الأسود" في عام 1967. قبل ذلك ، كان "الأب" لنظرية النسبية ألبرت أينشتاين قد تعامل بالفعل مع الثقوب السوداء. في رأيه ، الثقوب السوداء هي أماكن الزمكان التي تنحني بقوة بحيث لا يمكن للضوء المرور دون امتصاصها.
في عام 1982 ، تم اكتشاف أول حفرة كبيرة خارج مجرتنا في سحابة ماجلان الكبرى ، على مسافة حوالي 150،000 سنة ضوئية.