كيف يتشكّل الثقب الأسود؟

هناك شيء رائع بطبيعته؛ حول الثقوب السوداء. ربما أنها حيوانات وحشية غير مرئية؛ تكمن في الفضاء، والتي أحياناً تمزّق النجوم المارة إلى النصف؛ وتنتشر بقاياها. مهما كانت، فإن هذه الأجسام الكونية الغريبة لا تزال تجذب العلماء والناس العاديين؛ على حدٍّ سواء.

ولكن من أين تأتي الثقوب السوداء؟
كيف تتشكّل، وما الذي يعطيها مثل هذه القوّة الهائلة المدمّرة؟ هذه الأسئلة مقتبسة من كتاب (معظم الأفكار المذهلة، لستيفن هوكينغ، حول الثقوب السوداء). (Stephen Hawking’s Most Far-Out Ideas About Black Holes).

قبل أن نتمكّن من الإجابة عن ذلك، علينا أن نسأل سؤالاً أكثر جوهرية: ما هو الثقب الأسود؟
قال عالم الفيزياء الفلكية (Neta Bahcall) الأستاذ في (Princeton University in New Jersey)، لموقع (Live Science)، «في الأساس .. أنه شيء؛ أو نقطة في الفضاء، حيث تكون قوّة الجاذبية قوية، لدرجة أنه لا يمكن لأي شيء أن يفلت منها». حتّى يتم امتصاص موجات الضوء، وهذا هو السبب في أن الثقوب؛ سوداء مظلمة.

تنشأ هذه الأجسام الغريبة – مثل طائر الفينيق – الذي ينبع من رماد النجوم الميتة. عندما تصل النجوم الضخمة إلى نهايات حياتها، فإن الهيدروجين الذي يندمج في الهليوم يكاد ينضب. لذا، تبدأ هذه النجوم الوحشية في حرق الهيليوم، حيث تدمج الذرات المتبقية في عناصر أثقل، حتى الحديد، الذي لم يعد اندماجه يوفر طاقة كافية لدعم الطبقات الخارجية للنجم، وفقاً لجامعة (Swinburne University of Technology)، في مركز أستراليا للفيزياء الفلكية والحوسبة الفائقة. تنقسم هذه الطبقات العليا إلى الداخل؛ ثم تنفجر على شكل انفجار قوي ومشرق، يسمّى (Supernova)، أو الطارق الأعظم.

ومع ذلك، يبقى جزء صغير من النجم. تتنبأ معادلات “ألبرت أينشتاين” في النسبية العامة، إذ أنه إذا كانت هذه البقايا تحتوي على كتلة منه تساوي ما يقارب ثلاثة أضعاف حجم الشمس الخاصة بنا، فإن قوة الجاذبية القوية لبقايا النجم سوف تطغى على كل شيء آخر، وسيتم سحق المادة التي صنعت منها؛ إلى نقطة صغيرة بلا حدود؛ ذات كثافة غير محدودة.

وفقاً لوكالة الفضاء الأمريكية (NASA)، لا تستطيع قوانين الفيزياء المعروفة في الواقع التعامل مع هذه اللانهاية (العقل الانحناء). وقال (Bahcall) «في مرحلة ما؛ ينهارون ولا نعرف حقيقة ما يحدث.» مقتبسة من كتاب (8 طرق يمكنك رؤية نظرية أينشتاين النسبية في الحياة الحقيقية).

إذا كانت هذه البقايا النجمية وحدها، فإن الثقب الأسود عادةً سوف يستقر هناك لا يفعل الكثير. ولكن إذا كان الغاز والغبار يحيطان بالهدذ، فسوف يتم امتصاص هذه المادة في فوهة في الثقب الأسود، مما يخلق اندفاعات مشرقة من الضوء، مع ارتفاع حرارة الغاز والأتربة التي تدور حولها، مثل المياه المتدفّقة. وقال (Bahcall): إن الثقب الأسود سيدمج هذه الكتلة في حد ذاتها، ممّا يسمح بنمو الجسم.

إذا اجتمع ثقبان اسودان، فستستقطب الجاذبية القوية لكل واحد الأخر، وستقترب أكثر فأكثر ، ويدوران حول بعضها البعض.
كتلتها المشتركة سوف تهز نسيج الفضاء القريب، وتطلق موجات الجاذبية. في عام (2015)، اكتشف علماء الفلك: مثل هذه الموجات (الجاذبية) عن طريق مرصد الجاذبية الليزري لقياس التداخل Laser Interferometer Gravitational) -Wave Observatory (LIGO)

وقال- (Bahcall): “كانت تلك هي المرة الأولى التي نرى فيها بالفعل ثقوباً سوداء، ونؤكّد أنها موجودة” ، مضيفاً أن النتائج كانت أيضاً بمثابة دليل جيد لمعادلات أينشتاين التنبؤية.

عثر العلماء على أدلّة غير مباشرة؛ على وجود ثقوب سوداء من قبل، وشاهدوا نجوماً في مركز مجرتنا (درب التبانة) تدور حول جسم غير مرئي ضخم. ويقول- (Bahcall): “إن مثل هذه الثقوب السوداء الضخمة – التي يمكن أن تكون اكبر بمليارات المرات من كتلة الشمس – وهذه مسألة معلقة”.

يعتقد الباحثون أن هذه الثقوب السوداء ذوات الكتل الجبارة؛ كانت ذات يوم أصغر بكثير، مُشكّلةً فتحات سوداء أكثر تواضعاً في الأيام الأولى من كوننا. على مدى الزمن الكوني، امتصّت هذه الأجسام الغاز والغبار واندمجت مع بعضها البعض لتنمو، وينتهي بها المطاف كوحوش هائلة. لكن (Bahcall)، قال: إن الكثير من تفاصيل القصة لا تزال غامضة.

لقد لاحظ الفلكيون أشياءً تسمّى (quasars)، والتي تضيء أكثر إشراقاً من آلاف المجرات مجتمعة، ويعتقد أنها مدعومة بثقوب سوداء هائلة؛ تستهلك المواد. وقد اعتبرت (quasars)، تعود إلى مليار سنة بعد الانفجار الكبير، عندما تشكّل كوننا، وأضاف (Bahcall): أنها تركت العلماء في حيرة من أمرهم، حول كيف يمكن لهذه الأجسام الضخمة أن تتشكّل بسرعة.

وقال (Bahcall): “هذا يسلّط الضوء؛ ويضيف تعقيداً للسؤال”، ويظل موضوعاً نشطاً جداً للبحث.

نشرت في موقع Live Science .

 

 

 

 

ترجمة: Muthana Essam

تدقيق لغوي: Akeel Sakr

تصميم ونشر: Tabarek A. Abdulabbas

المصدر: هنا