9- كثيرا ما نسمع عن إشعاع هوكنج.....أو أن ثقب أسود ما قد يتبخر!!
فما معنى هذه المفاهيم؟
فما معنى هذه المفاهيم؟
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
عارفين كيف نشأ مفهوم الكم...
نشأ عندما حاول ماكس بلانك تفسير شعاع الجسم الأسود (يعرف الجسم الأسود فيزيائيا أنه الجسم الذى تنبعث منه كل الطاقة التى إمتصها فى كافة نطاقات الطيف الكهرومغناطيسى)
ولتفسير ذلك لجأ بلانك إلى حيلة أن الطاقة ليست سيال مستمر متصل...ولكنها عبارة عن حزم منفصلة أو كمات من الطاقة....
لقد قام هوكنج بنفس الفرضية تقريبا على الثقوب السوداء الكمية...حيث إفترض أن الثقب الأسود لابد أن يطلق إشعاع حرارى ما...ولذلك فله درجة حرارة قابلة للقياس!!
ونتيجة لهذا الإشعاع الحرارى فإن الثقب الأسود نظريا يتبخر!!
ولكن بشرط أن المادة التى يفقدها الثقب بالإشعاع أكبر من التى يكتسبها بجاذبيته!
يعنى هوكنج حاول فى معادلات الثقب الأسود الربط بين النسبية والكم!!
فعلها قبل ذلك بول ديراك...وإكتشف نقيض المادة!!
وحسب النظرية فإن إشعاع هوكنج يتناسب عكسيا مع كتلة الثقب....
فكلما كان الثقب الأسود أقل كتلة وأصغر حجما....كلما كان تبخره أسرع ودرجة حرارته أعلى!!
وبالتالى فالمتوقع أن الثقوب السوداء الكمية...زمن بقاءها ضئيل جدا جدا.
ولكن كيف يحدث أن تتبخر المادة من الثقب؟
بجوار الثقب وعند منطقة أفق الحدث...تحدث ذبذبات كمية فى ذلك الفراغ ينشأ عنها الجسيمات ونقائض الجسيمات....ويمتص الثقب نقائض الجسيمات..بينما تتحرر الجسيمات خارج الثقب!!
نقائض الجسيمات التى يكتسبها الثقب...هى طاقة سالبة...وطبقا لقانون بقاء الطاقة.....لابد أن يفقد الثقب قدر ما من الطاقة الموجبة مكافئ لتلك الطاقة السالبة....فيكون ذلك عن طريق تحرر بعض جسيمات الثقب على شكل طاقة حرارية!!
وتستمر هذه العملية إلى أن يختفى الثقب ويتبخر من الوجود....
بس فيه مشكلة فى هذا التحليل؟!!
إزاى أصلا يتحرر حاجة من داخل الثقب!!
علشان نفهمها نشوف مع بعض كده....الجسم عندما يسقط فى ثقب أسود...يكتسب تسارع رهيب....حتى يكاد يقترب من سرعة الضوء!!..وبالتالى يعطى إزاحة حمراء....وطول الموجة المنطلقة من الجسم يزداد فيزداد كلما تقارب وتسارع من الثقب....
وعند حد ما يصل طول الموجة إلى مالانهاية....وبالتالى لا يرصد الجسم!!
يبقى علشان جسم يخرج من الثقب الأسود.....
لازم نصف قطر موجته يكون أصغر بكتير جدا من نصف قطر شفارتزشيلد!
وهذا لا يحدث!
ولكن لا ننسى تأثير توقف الزمن فى الثقب الأسود!!
فطبقا لحسابات هوكنج...يمكن أن يفر جسم ما من ثقب أسود فى ماضى الثقب!...أى قبل أن يتكون؟؟؟!!!!!!!!!!!
يعنى عمنا هوكنج شايف إننا لا نستطيع رؤية أجسام تخرج من ثقب أسود ما...لإننا فى إطار مرجعى ثابت....أما لو تسارعنا بسرعة تكاد تقترب من سرعة الضوء...طبقا للتمدد الزمنى حنشوف ماضى الثقب!!...وبالتالى حنلمح تبخره!!
حد فاهم حاجة يا جدعان!!!
ما علينا....
السيدة الفاضلة ناسا...بتحاول تثبت فرضية هوكنج!
يعنى لو الكون الأولى فيه قدر كبير من الثقوب السوداء الكمية...يبقى الثقوب دى المفروض على أطراف الكون!
ولو كانت الثقوب دى بتتبخر فعلا!..
يبقى المفروض ينتج عنها إشعاعات حرارية من نوع جاما بترددات وقوة معينة حسبها الأستاذ هوكنج.....
يبقى على طول ناسا أرسلت مستكشف اسمه GLAST
Gamma-ray Large Area Space Telescope
وبعدين لسبب ما سموه:
Fermi Gamma-ray Space Telescope
عارفين كيف نشأ مفهوم الكم...
نشأ عندما حاول ماكس بلانك تفسير شعاع الجسم الأسود (يعرف الجسم الأسود فيزيائيا أنه الجسم الذى تنبعث منه كل الطاقة التى إمتصها فى كافة نطاقات الطيف الكهرومغناطيسى)
ولتفسير ذلك لجأ بلانك إلى حيلة أن الطاقة ليست سيال مستمر متصل...ولكنها عبارة عن حزم منفصلة أو كمات من الطاقة....
لقد قام هوكنج بنفس الفرضية تقريبا على الثقوب السوداء الكمية...حيث إفترض أن الثقب الأسود لابد أن يطلق إشعاع حرارى ما...ولذلك فله درجة حرارة قابلة للقياس!!
ونتيجة لهذا الإشعاع الحرارى فإن الثقب الأسود نظريا يتبخر!!
ولكن بشرط أن المادة التى يفقدها الثقب بالإشعاع أكبر من التى يكتسبها بجاذبيته!
يعنى هوكنج حاول فى معادلات الثقب الأسود الربط بين النسبية والكم!!
فعلها قبل ذلك بول ديراك...وإكتشف نقيض المادة!!
وحسب النظرية فإن إشعاع هوكنج يتناسب عكسيا مع كتلة الثقب....
فكلما كان الثقب الأسود أقل كتلة وأصغر حجما....كلما كان تبخره أسرع ودرجة حرارته أعلى!!
وبالتالى فالمتوقع أن الثقوب السوداء الكمية...زمن بقاءها ضئيل جدا جدا.
ولكن كيف يحدث أن تتبخر المادة من الثقب؟
بجوار الثقب وعند منطقة أفق الحدث...تحدث ذبذبات كمية فى ذلك الفراغ ينشأ عنها الجسيمات ونقائض الجسيمات....ويمتص الثقب نقائض الجسيمات..بينما تتحرر الجسيمات خارج الثقب!!
نقائض الجسيمات التى يكتسبها الثقب...هى طاقة سالبة...وطبقا لقانون بقاء الطاقة.....لابد أن يفقد الثقب قدر ما من الطاقة الموجبة مكافئ لتلك الطاقة السالبة....فيكون ذلك عن طريق تحرر بعض جسيمات الثقب على شكل طاقة حرارية!!
وتستمر هذه العملية إلى أن يختفى الثقب ويتبخر من الوجود....
بس فيه مشكلة فى هذا التحليل؟!!
إزاى أصلا يتحرر حاجة من داخل الثقب!!
علشان نفهمها نشوف مع بعض كده....الجسم عندما يسقط فى ثقب أسود...يكتسب تسارع رهيب....حتى يكاد يقترب من سرعة الضوء!!..وبالتالى يعطى إزاحة حمراء....وطول الموجة المنطلقة من الجسم يزداد فيزداد كلما تقارب وتسارع من الثقب....
وعند حد ما يصل طول الموجة إلى مالانهاية....وبالتالى لا يرصد الجسم!!
يبقى علشان جسم يخرج من الثقب الأسود.....
لازم نصف قطر موجته يكون أصغر بكتير جدا من نصف قطر شفارتزشيلد!
وهذا لا يحدث!
ولكن لا ننسى تأثير توقف الزمن فى الثقب الأسود!!
فطبقا لحسابات هوكنج...يمكن أن يفر جسم ما من ثقب أسود فى ماضى الثقب!...أى قبل أن يتكون؟؟؟!!!!!!!!!!!
يعنى عمنا هوكنج شايف إننا لا نستطيع رؤية أجسام تخرج من ثقب أسود ما...لإننا فى إطار مرجعى ثابت....أما لو تسارعنا بسرعة تكاد تقترب من سرعة الضوء...طبقا للتمدد الزمنى حنشوف ماضى الثقب!!...وبالتالى حنلمح تبخره!!
حد فاهم حاجة يا جدعان!!!
ما علينا....
السيدة الفاضلة ناسا...بتحاول تثبت فرضية هوكنج!
يعنى لو الكون الأولى فيه قدر كبير من الثقوب السوداء الكمية...يبقى الثقوب دى المفروض على أطراف الكون!
ولو كانت الثقوب دى بتتبخر فعلا!..
يبقى المفروض ينتج عنها إشعاعات حرارية من نوع جاما بترددات وقوة معينة حسبها الأستاذ هوكنج.....
يبقى على طول ناسا أرسلت مستكشف اسمه GLAST
Gamma-ray Large Area Space Telescope
وبعدين لسبب ما سموه:
Fermi Gamma-ray Space Telescope
هذا البتاع تم إطلاقه فى 11/6/2008 فى رحلة مدتها سنتين للبحث بدقة عن مصادر أشعة جاما وتحليلها فى أطراف الكون...ومجال الطاقة الذى يبحث فيه واسع جدا جدا...يعنى من 30 ميجا إلكترون فولت إلى 300 جيجا إلكترون فولت...
والهدف من هذا المستكشف:
1- فهم تولد الجسيمات النووية فى أنوية المجرات النشطة
2- محاولة فهم المصادر الشاذة غير المعلومة لأشعة جاما والتى ربما تكون ثقوب سوداء مجهرية
3-البحث عن إشعاع هوكنج
4- فهم طبيعة إنفجارات أشعة جاما فى الكويزارات...وحول النجوم النيوترونية...وفهم أكبر للمصادر التى تشكل 90% من الأشعة الكونية القادمة للأرض
دمتم فى خير...وإلى لقاء مع سؤال جديد ومتعة جديدة!!
والهدف من هذا المستكشف:
1- فهم تولد الجسيمات النووية فى أنوية المجرات النشطة
2- محاولة فهم المصادر الشاذة غير المعلومة لأشعة جاما والتى ربما تكون ثقوب سوداء مجهرية
3-البحث عن إشعاع هوكنج
4- فهم طبيعة إنفجارات أشعة جاما فى الكويزارات...وحول النجوم النيوترونية...وفهم أكبر للمصادر التى تشكل 90% من الأشعة الكونية القادمة للأرض
دمتم فى خير...وإلى لقاء مع سؤال جديد ومتعة جديدة!!
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق