تصور للقرص التراكمي حول الثقب الأسود.
جيريمي شنيتمان / مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
جيريمي شنيتمان / مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا
تصور للقرص التراكمي حول الثقب الأسود.
جيريمي شنيتمان / مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا
أحد الأجرام السماوية المفضلة لدي في الكون هو الثقب الأسود.
بالطبع أنا عالم فيزياء فلكية. لكنني أعلم أنني لست وحدي. الناس يحبون الثقوب السوداء. يبدو أنهم يتمتعون بمكانة شبه أسطورية في الأفلام والثقافة الشعبية. تتمتع هذه الأجسام الكثيفة بشكل لا يصدق بجاذبية شديدة لدرجة أنه حتى الضوء الموجود في مدارها لا يمكنه الهروب منها. إنها مغرية ومربكة، حتى بالنسبة للعلماء الذين يدرسونها.
أحد هؤلاء الباحثين هو بريامفادا ناتاراجانعالم فيزياء فلكية ورئيس قسم علم الفلك بجامعة ييل.
يدرس ناتاراجان الثقوب السوداء الهائلة. هذه هي الثقوب السوداء الموجودة في مراكز جميع المجرات تقريبًا والتي تتراوح كتلتها من أكثر من مائة ألف شمس إلى بضعة مليارات. وبعد التحدث مع ناتاراجان حول علم الثقوب السوداء، أدركت أن هذه الأشياء الغامضة مليئة في الواقع بدروس الحياة القيمة.
الدرس الأول: تجاوز حدودك، حتى لو شكك الآخرون
في عام 1915، قدم أينشتاين نظريته في النسبية العامة.. لقد قدمت فكرة ثورية: كلما كان الشيء أكثر ضخامة، كلما قام بتعديل المساحة المحيطة به. وعلى الرغم من أن الأمر يبدو بسيطًا بما فيه الكفاية، إلا أن النظرية تتضمن في الواقع 10 معادلات مترابطة – من الناحية الرياضية، هناك الكثير من الأجزاء المتحركة. لذلك عندما يتعلق الأمر بتطبيق النظرية لوصف كيفية تشويه كتلة معينة لجزء معين من الفضاء، اعتقد أينشتاين أنه سيكون من الصعب للغاية العثور على حلول لا تمثل تقديرات تقريبية غامضة.
لكن بعد أشهر قليلة من نشر أينشتاين هذا العمل، قدم الفيزيائي كارل شوارزشيلد الحل الأول لكيفية خلق الكتلة لقوة الجاذبية هذه. لقد كانت أيضًا لعبة نظيفة، ولم تكن هناك حاجة إلى عمليات حسابية غامضة. وما كان يصفه هو كيان محير للعقل يعرف بالثقب الأسود.
وصف شوارزشيلد هذا الثقب الأسود بشكل أساسي من خلال الجلوس والسؤال: وفقًا لقواعد أينشتاين، ماذا سيحدث إذا تم تشويه الزمكان بواسطة كتلة ضخمة تم ضغطها لتشغل أصغر مساحة ممكنة – نقطة واحدة بشكل أساسي؟ تسمى هذه النقطة ذات الكتلة اللانهائية بالتفرد.
يشرح ناتاراجان: “إنه في الواقع شكل الفضاء المحيط بالكتلة، مثل كتلة نقطية، مثل كتلة مضغوطة مركزة حقًا”. “هذا هو الحل للثقب الأسود.”
كان شوارزتشايلد في الواقع يختبر حدود معادلاته فحسب، وهي ممارسة عادية في الرياضيات والفيزياء. ولكن من خلال الحفاظ على عقل متفتح، ساعد شوارزشيلد في توسيع فهمنا لما هو ممكن.
أما أينشتاين فقد صدم من الحل ولم يعجبه حقيقة أنه يشير ضمنا إلى إمكانية وجود جسم متطرف لدرجة أن قوانين الفيزياء تنهار حوله. سيحاول أينشتاين استخدام نفس الحسابات لإثبات أن الثقوب السوداء لا يمكن أن توجد في الحياة الحقيقية.
إنها لا تعمل.
وفي عام 1971، أكد علماء الفلك أن الأشعة السينية المكثفة (التي تم اكتشافها قبل سنوات) جاءت من نجم مزقه ثقب أسود. – سلوك الثقب الأسود الشهير الذي يقودنا إلى الدرس الثاني.
الدرس الثاني: السمعة ليست كل شيء
ترتبط الثقوب السوداء بشهية لا تشبع وميل للتدمير. وهناك بعض الحقيقة في هذا، حيث أن الثقوب السوداء الأصغر حجمًا تنشأ بعد موت نجم ضخم – النجوم التي تزيد كتلتها عن 8 أضعاف كتلة شمسنا – ولأن الثقب الأسود يمكن أن يبتلع الغبار والغاز والنجوم بأكملها – أي شيء ينتهي تحت تأثير الجاذبية.
لكن ناتاراجان يجدها رائعة. وهي تدرس الثقوب السوداء الهائلة، تلك الموجودة في مراكز كل مجرة في الكون تقريبًا. ويعتقد علماء الفلك الآن أن هذه الثقوب السوداء الهائلة يمكنها التحكم في معدل تشكل النجوم داخل هذه المجرات.
يقول ناتاراجان: “لذلك نعتقد أنهم يشكلون المجرات بشكل أساسي”.
الثقوب السوداء ليست مجرد وحوش؛ هم أيضا المبدعين.
الدرس الثالث: افعل ما تريد، سواء فهمك الناس أم لا
الكون موجود منذ 13.8 مليار سنة. ظهرت الثقوب السوداء خلال المليار سنة الأولى.
لكن البشر لم يتمكنوا من رؤية أ صورة لهم حتى عام 2019عندما التقط علماء الفيزياء الفلكية الصورة الرمزية لثقب أسود، محاطًا بكعكة برتقالية من الغاز والغبار.
يقول ناتاراجان: “هذه الكعكة المتوهجة هي أقرب ما يمكن من رؤية ثقب أسود”.
كشف تلسكوب أفق الحدث عن أول دليل مرئي مباشر على وجود ثقب أسود هائل في مركز ميسييه 87 وظله.
تعاون EHT
إخفاء التسمية التوضيحية
تبديل التسمية التوضيحية
تعاون EHT
كشف تلسكوب أفق الحدث عن أول دليل مرئي مباشر على وجود ثقب أسود هائل في مركز ميسييه 87 وظله.
تعاون EHT
لا يهم. على الرغم من أنه لا يمكن رؤية الثقوب السوداء بشكل مباشر، إلا أنها موجودة دائمًا، سواء كانت تعطي شكلًا لمجرة أو تقوم بعمل خاص بها.
لذلك في المرة القادمة التي لا تكون فيها متأكدًا من مكانك في العالم، تذكر، “عدم رؤيتك لا يعني أنك لست هناك أو تلعب.” ، كما تعلمون، لعبة جدًا جدًا. يقول ناتاراجان: “دور مهم”.
مثل الثقوب السوداء، أنت كائن معقد يمثل جزءًا من كون أكبر.
يقول ناتاجاران: “نحن جزء من النظام البيئي الكوني، وجزء لا يتجزأ من النظام البيئي الكوني”.
أنت قادر على إنشاء نسختك الخاصة من تشكيل المجرة الخاصة بك. ومثل الثقوب السوداء، لا تحتاج إلى التحقق من المراقبين الخارجيين لمواصلة مفاجأة نفسك.
