5- كثيرا ما نسمع لفظة ..ثقب أسود...
فما الذى تعنيه؟
وماهى أنواعها؟
والفروق بينها؟
فما الذى تعنيه؟
وماهى أنواعها؟
والفروق بينها؟
كلنا عارفين إن فى حاجة اسمها سرعة الإفلات من مجال الجاذبية..وهى السرعة اللى عندها الجسم يستطيع الهروب من جاذبية جرم ما.
طبقا للنسبية العامة وبعد ظهور مفهوم إلتواء الزمكان نتيجة الكتل الضخمة
فرض أينشتين وجود كتل ضخمة جدا تسبب إلتواء لا نهائى للزمكان...بحيث إن لو جسم ما أراد الهروب من هذا المجال الجاذبى الرهيب...لابد أن تتعدى سرعة الإفلات سرعة الضوء....
يعنى الضوء نفسه لا يستطيع الهروب من مجال جذب هذا الجسم..
ولذلك أطلق جون أرشيبالد ويلر على هذا الكيان الثقب الأسود.
أول من قام بدراسة هذه الأجسام وطبيعتها كارل شفارتزشيلد وحل معادلات أينشتين لوصف كتلة هائلة الحجم تمركزت فى نقطة!
ثم فى حسابات خاصة به توقع سوبرحمانيان شاندراسيخار...إنه لو نجم كتلته أكبر من حد شاندراسيخار (1.44 شمس)...سوف ينهار لثقب أسود
ولكن أستاذه أدينجتون أثبت خطأ هذا الفرض..وإكتشف نظريا النجوم النيوترونية...حيث تتقارب إلكترونات المتقزم الأبيض مع بروتوناته مكونة نجم من النيوترونات فقط!
ثم بحسابات خاصة استنتج أوبنهيمر (أبو القنبلة الهيدروجينية) إنه لو زادت كتلة النجم عن 3 مرات شمس ممكن يتحول لثقب أسود...
وبحسب شفارتزشيلد...يكون الثقب فى هذه الحالة عبارة عن متفردة فى المركز..نقطة لانهائية الأبعاد....يحيط بها أفق الحدث
وهذه المنطقة هى فقاعة زمنية متجمدة حيث يتوقف الزمن داخل أفق الحدث..والمشاهد الخارجى يرى إزاحة أخيرة حمراء للضوء قبل سقوطه فيها
والأجسام التى تسقط فى أفق الحدث...سوف تصطدم بالمتفردة فى نهاية الرحلة!
كان هذا أول نوع يكتشف من الثقوب السوداء نظريا ورياضيا
وأطلق عليها الثقوب السوداء الشفارتزشيلدية..الغيردوارة!
ثم حدث فى عام 1963 أن وضع العالم روى كير حل نظرى رياضى آخر
بإعتبار أن الكتلة المسببة لتكوين الثقب هى كتلة فى حالة دوران!!
إن من شأنها أن يكون الثقب الناتج منها فى حالة دوران أيضا!
وأطلق عليها الثقوب السوداء الدوارة....ولعل ما عزز إمكانية وجودها فى الكون إكتشاف النباضات الإشعاعية (البلسار)...وهى نجوم فى حالة دوران بسرعة كبيرة جدا ولها كتلة وكثافة عالية جدا
فى هذه الحالة فإن المفردة تكون على شكل حلقة!
وليس بالضرورة أن يسقط الجسم فى المفردة كما فى حالة الثقوب الشفارتزشيلدية!....بل يظل الجسم حبيس منطقة أفق الحدث!
واليوم يمكن تقسيم الثقوب السوداء بحسب معايير ثلاثة:
الكتلة- الشحنة- سرعة الدوران الزاوى
حسب الكتلة:
-هائلة الحجم: 10^5-10^9 مرة مثل الشمس
-متوسطة الحجم: 1000 مرة مثل الشمس
- لها كتلة النجوم: 10 مرة مثل الشمس
-صغيرة: أكبرها فى حجم القمر فقط!
ويمكن تقسيمها حسب معيارى الشحنة والدوران إلى:
1- شفارتزشيلد: كما اتفقنا هى الثقوب الغير دوارة ولا تحمل أى شحنة.
2- ثقوب كير:
وهى ثقوب سوداء دوارة لا تحمل شحنة...فالمادة الساقطة فيها تتبع إنحناء الفضاء وتدور مع الثقب قبل وبعد السقوط فى مكان أفق الحدث.....الفكرة زى مالأرض تتبع إنحناء الفضاء حول الشمس...لكن بشكل أعنف!
والمنطقة التى يبدأ فيها الجسم فى الدوران اسمها Ergosphere
يمكن الشكل المبسط ده أوضح من الكلام
طبقا للنسبية العامة وبعد ظهور مفهوم إلتواء الزمكان نتيجة الكتل الضخمة
فرض أينشتين وجود كتل ضخمة جدا تسبب إلتواء لا نهائى للزمكان...بحيث إن لو جسم ما أراد الهروب من هذا المجال الجاذبى الرهيب...لابد أن تتعدى سرعة الإفلات سرعة الضوء....
يعنى الضوء نفسه لا يستطيع الهروب من مجال جذب هذا الجسم..
ولذلك أطلق جون أرشيبالد ويلر على هذا الكيان الثقب الأسود.
أول من قام بدراسة هذه الأجسام وطبيعتها كارل شفارتزشيلد وحل معادلات أينشتين لوصف كتلة هائلة الحجم تمركزت فى نقطة!
ثم فى حسابات خاصة به توقع سوبرحمانيان شاندراسيخار...إنه لو نجم كتلته أكبر من حد شاندراسيخار (1.44 شمس)...سوف ينهار لثقب أسود
ولكن أستاذه أدينجتون أثبت خطأ هذا الفرض..وإكتشف نظريا النجوم النيوترونية...حيث تتقارب إلكترونات المتقزم الأبيض مع بروتوناته مكونة نجم من النيوترونات فقط!
ثم بحسابات خاصة استنتج أوبنهيمر (أبو القنبلة الهيدروجينية) إنه لو زادت كتلة النجم عن 3 مرات شمس ممكن يتحول لثقب أسود...
وبحسب شفارتزشيلد...يكون الثقب فى هذه الحالة عبارة عن متفردة فى المركز..نقطة لانهائية الأبعاد....يحيط بها أفق الحدث
وهذه المنطقة هى فقاعة زمنية متجمدة حيث يتوقف الزمن داخل أفق الحدث..والمشاهد الخارجى يرى إزاحة أخيرة حمراء للضوء قبل سقوطه فيها
والأجسام التى تسقط فى أفق الحدث...سوف تصطدم بالمتفردة فى نهاية الرحلة!
كان هذا أول نوع يكتشف من الثقوب السوداء نظريا ورياضيا
وأطلق عليها الثقوب السوداء الشفارتزشيلدية..الغيردوارة!
ثم حدث فى عام 1963 أن وضع العالم روى كير حل نظرى رياضى آخر
بإعتبار أن الكتلة المسببة لتكوين الثقب هى كتلة فى حالة دوران!!
إن من شأنها أن يكون الثقب الناتج منها فى حالة دوران أيضا!
وأطلق عليها الثقوب السوداء الدوارة....ولعل ما عزز إمكانية وجودها فى الكون إكتشاف النباضات الإشعاعية (البلسار)...وهى نجوم فى حالة دوران بسرعة كبيرة جدا ولها كتلة وكثافة عالية جدا
فى هذه الحالة فإن المفردة تكون على شكل حلقة!
وليس بالضرورة أن يسقط الجسم فى المفردة كما فى حالة الثقوب الشفارتزشيلدية!....بل يظل الجسم حبيس منطقة أفق الحدث!
واليوم يمكن تقسيم الثقوب السوداء بحسب معايير ثلاثة:
الكتلة- الشحنة- سرعة الدوران الزاوى
حسب الكتلة:
-هائلة الحجم: 10^5-10^9 مرة مثل الشمس
-متوسطة الحجم: 1000 مرة مثل الشمس
- لها كتلة النجوم: 10 مرة مثل الشمس
-صغيرة: أكبرها فى حجم القمر فقط!
ويمكن تقسيمها حسب معيارى الشحنة والدوران إلى:
1- شفارتزشيلد: كما اتفقنا هى الثقوب الغير دوارة ولا تحمل أى شحنة.
2- ثقوب كير:
وهى ثقوب سوداء دوارة لا تحمل شحنة...فالمادة الساقطة فيها تتبع إنحناء الفضاء وتدور مع الثقب قبل وبعد السقوط فى مكان أفق الحدث.....الفكرة زى مالأرض تتبع إنحناء الفضاء حول الشمس...لكن بشكل أعنف!
والمنطقة التى يبدأ فيها الجسم فى الدوران اسمها Ergosphere
يمكن الشكل المبسط ده أوضح من الكلام
3- ثقوب ريزنر-نوردشتورم
غير دوارة مثل الشفارتزشيلدية...ولكنها تحمل شحنة.
وهى حل نظرى توصل له هذين العالمين...ولكن العلماء يستبعدون وجودها فى الكون...لأنه من المفترض إن المادة متعادلة فى الكون...وليس هناك مادة ما تتميز بأنها تحمل شحنة.
أى أن هذا النوع نشأ من حل رياضى فقط
4- ثقوب كير-نيومان
ثقوب دوارة وتحمل شحنة..أيضا غير مهمة وربما لا توجد فى الكون بالمرة
كده يبقى تقريبا عرفنا نجاوب سؤال ياسر بخصوص ليه الثقوب دوارة أو ثابتة!...الفكرة مجرد حل رياضى فقط!
لكن الرصد رجح وجود الثقوب الدوراة فى الكون!
وهناك نوع آخر تماما من الثقوب السوداء نظريا أيضا...سوف نتناوله لاحقا
الجزئية الثانية من سؤال ياسر جبارة!!
ما السبب فى وجود ثقب أسود فى قلب مجرتنا؟؟؟؟
أنا سوف أجعل السؤال كده:
ما السبب فى وجود 125مليار ثقب أسود فى مركز 125 مليار مجرة هى المرصودة حتى الآن؟
يعنى إيه كويزرات؟
يعنى إيه سيجما؟
ليه كل الكويزرات على أطراف الكون؟ يعنى بعيد خالص عننا؟...إيه السر فى كده....
أترك الإجابة عن هذه الأسئلة للسؤال القادم إن شاء الله
فى أمان الله
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق