الوفا سبورت

عالم الأخبار الكامل

الثقوب السوداء: لا شيء يمكنه الهروب من هذه المناطق من الفضاء

الثقوب السوداء – مناطق في الفضاء تكون فيها الجاذبية قوية جدًا بحيث لا يستطيع أي شيء الهروب منها – هي موضوع ساخن هذه الأيام. نصف جائزة نوبل في الفيزياء 2020 حصل على جائزة روجر بنروز لعمله الرياضي الذي أظهر أن الثقوب السوداء هي نتيجة لا مفر منها لنظرية أينشتاين في الجاذبية. شارك أندريا غيز ورينهارد جينزل النصف الآخر لإظهار ذلك يوجد ثقب أسود هائل في مركز مجرتنا.

الثقوب السوداء مخيفة لثلاثة أسباب. إذا سقطت في ثقب أسود خلفه نجم ما ، فسوف يتم تقطيعك. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الثقوب السوداء الضخمة التي لوحظت في وسط كل المجرات لها شهية لا تشبع. والثقوب السوداء هي الأماكن التي تُطمس فيها قوانين الفيزياء.

من المتوقع أن تتكون الثقوب السوداء عندما يموت نجم ضخم. بمجرد استخدام الوقود النووي للنجم ، تنهار نواته إلى الحالة الأكثر كثافة للمادة التي يمكن تخيلها ، وهي أكثر كثافة بمئة مرة من نواة الذرة. إنها كثيفة لدرجة أن البروتونات والنيوترونات والإلكترونات لم تعد جسيمات منفصلة. نظرًا لأن الثقوب السوداء مظلمة ، يتم العثور عليها متى يدور حول نجم عادي. تسمح خصائص النجم الطبيعي لعلماء الفلك باستنتاج خصائص رفيقه المظلم ، الثقب الأسود.
كان أول ثقب أسود تم تأكيده بجعة X-1، ألمع مصدر للأشعة السينية في كوكبة الدجاجة. منذ ذلك الحين ، تم اكتشاف حوالي 50 ثقبًا أسودًا في الأنظمة التي يدور فيها نجم عادي حول ثقب أسود. هذه هي أقرب الأمثلة لحوالي 10 ملايين يجب أن تكون متناثرة عبر مجرة ​​درب التبانة.
الثقوب السوداء هي مقابر للمادة. لا شيء يمكن أن يفلت منهم ، ولا حتى الضوء. إن مصير أي شخص يسقط في ثقب أسود سيكون بمثابة “سباغيتيشن” مؤلم ، وهي فكرة روج لها ستيفن هوكينغ في كتابه “نبذة عن تاريخ الوقت. “في سباجيتيت ، الجاذبية الشديدة للثقب الأسود سوف تفصل بينكما ، وتفصل عظامك ، وعضلاتك ، وأوتارك ، وحتى جزيئاتك. كما وصف الشاعر دانتي الكلمات فوق أبواب الجحيم في قصيدته.” الكوميديا ​​الإلهية “: تخلوا عن الأمل ، يا من يدخلون هنا.

وحش جائع في كل مجرة

على مدار الثلاثين عامًا الماضية ، أظهرت الملاحظات باستخدام تلسكوب هابل الفضائي ذلك كل المجرات بها ثقوب سوداء في مركزها. تحتوي المجرات الكبيرة على ثقوب سوداء أكبر.

تعرف الطبيعة كيف تصنع ثقوبًا سوداء على نطاق مذهل من الكتل ، بدءًا من جثث النجوم التي تبلغ كتلتها عدة أضعاف كتلة الشمس إلى الوحوش التي تبلغ كتلتها عشرات المليارات من المرات. إنه مثل الفرق بين التفاحة وهرم الجيزة الأكبر.

READ  عودة انفجار راديو غامض من الفضاء ، في الموعد المحدد
في العام الماضي ، نشر علماء الفلك الصورة الأولى للثقب الأسود وأفق الحدث ، وحش كتلته 7 مليارات كتلة شمسية في مركز المجرة الإهليلجية M87.

إنه يزيد حجمه عن ألف مرة حجم الثقب الأسود في مجرتنا ، وقد فاز مكتشفوه بجائزة نوبل لهذا العام. تكون هذه الثقوب السوداء مظلمة في معظم الأوقات ، ولكن عندما تجذب جاذبيتها النجوم والغازات القريبة ، فإنها تتحول إلى نشاط مكثف وتضخ كمية هائلة من الإشعاع. الثقوب السوداء الهائلة خطيرة من ناحيتين. إذا اقتربت أكثر من اللازم ، فإن الجاذبية الهائلة ستجذبك للداخل. وإذا كانوا في طورهم الكوازار النشط ، فسوف يتم تفجيرك بواسطة إشعاع عالي الطاقة.

ما مدى سطوع الكوازار؟ تخيل أنك تحلق فوق مدينة كبيرة مثل لوس أنجلوس في الليل. ما يقرب من 100 مليون ضوء تنبعث من السيارات والمنازل وشوارع المدينة تتوافق مع النجوم في المجرة. في هذا التشبيه ، يشبه الثقب الأسود في حالته النشطة مصدرًا ضوئيًا بقطر 1 بوصة في وسط مدينة لوس أنجلوس يتفوق على المدينة بمعامل يصل إلى مئات أو آلاف. النجوم الزائفة هي ألمع الأشياء في الكون.

الثقوب السوداء الهائلة غريبة

ال اكتشف أكبر ثقب أسود حتى الآن تزن 40 مليار ضعف كتلة الشمس ، أو 20 ضعف حجم النظام الشمسي. بينما تدور الكواكب الخارجية لنظامنا الشمسي مرة كل 250 سنة ، فإن هذا الجسم الضخم يدور مرة كل ثلاثة أشهر. يتحرك طرفه الخارجي بنصف سرعة الضوء. مثل جميع الثقوب السوداء ، فإن الثقوب الضخمة محمية من الرؤية بواسطة a أفق الحدث. في مراكزهم التفرد ، نقطة في الفضاء تكون الكثافة فيها لانهائية. لا يمكننا فهم ما بداخل الثقب الأسود لأن قوانين الفيزياء تنهار. يتجمد الوقت في أفق الحدث وتصبح الجاذبية لانهائية عند التفرد.

الخبر السار بشأن الثقوب السوداء الضخمة هو أنك قد تنجو من السقوط فيها. على الرغم من أن جاذبيتها أقوى ، إلا أن قوة التمدد أضعف مما ستكون عليه مع ثقب أسود صغير ولن تقتلك. النبأ السيئ هو أن أفق الحدث يشير إلى حافة الهاوية. لا شيء يمكن أن يهرب من أفق الحدث ، لذلك لا يمكنك الهروب أو الإبلاغ عن تجربتك.

وفقًا لستيفن هوكينج ، الثقوب السوداء موجودة يتبخر ببطء. في المستقبل البعيد للكون ، بعد وقت طويل من موت كل النجوم والمجرات من خلال تسارع التوسع الكوني ، ستكون الثقوب السوداء هي آخر الأجسام الباقية على قيد الحياة.
ستستغرق أكثر الثقوب السوداء كثافة عدد لا يمكن تصوره من السنوات لتبخر، يقدر بـ 10 أس 100 ، أو 10 مع 100 صفر بعده. الأشياء الأكثر رعبا في الكون تكاد تكون إلى الأبد.
READ  البصمات الأحفورية تثير اهتمام العلماء: دب أم بشري قديم؟

كريس امبي هو أستاذ فخري في علم الفلك بجامعة أريزونا.