السلام عليكم و رحمة الله،..

أخي تلك الأسئلة لا يوجد بها ما هو مبهم أو يحرج العلماء في إجابته، أوضح هذا بالنقاط التالية و أتمنى أن يكون توضيحي وافي :

1- بخصوص تسبب الأجسام ذات الكتلة الكبيرة بإنحناء الضوء، تلك العبارة ليست دقيقة تماماً فالعبارة الأدق هي تسبب الأجسام ذات الكتلة الكبيرة بإنحناء الفضاء -بالأصح متصل الزمكان- و هو ما يؤثر بالتالي على مساء الضوء فيحنيه، تخيل مكعب مرسوم حول الشمس مثلاً، أو تخيل مكعب من المطاط تمسكه بديك، و فجأة ظهرت كرة صغيرة بمنتصف هذا المكعب، لن تلحظ تغيير كبير على أوجه المكعب الخارجية، لكن تخيل أن الكرة بمنتصف المكعب كبيرة، ستجد أن سطوح المكعب أصبحت مقوسة، و هذا يشبه إنحناء الفضاء، و نظراً لأن الضوء يتبع أكثر الطرق المباشرة و المستقيمة، فسيأخذ أقل إنحناء ممكن بالفضاء، كما ستفعل أنت لتحديد أقصر طريق بين نقطتين على سطح المكعب بيدك بدون أن تقطع خلال المكعب، لابد أن يكون الخط مقوس قليلاً.

2- بخصوص صعوبة إنحناء الضوء بسبب سرعته، فالأمر ليس على تلك الحال، أعني، عدسات أية نظارة على الأرض تحني الضوء، الماء حين يكسر الضوء هذا نوع من الإنحناء الحاد، الأمر يتطلب ما هو أصغر بكثير من ثقب أسود أو شمس لحني الضوء، مجرد عدسة.

3- قوة الجاذبية لا تؤثر على ما له كتلة أو وزن و ما ليس له لا تؤثر عليه، قوة الجاذبية هي القوة الوحيدة التي تؤثر على جميع ما بالكون، لكن نظراً لأنها تؤثر على ما له كتلة بشكل أكبر مما ما ليس له كتلة، فالأمر يتطلب شيء مثل الثقب الأسود لصنع إنحناء بالفضاء حاد بشكل كافي كي يسقط الضوء به، لا أن يعبر مع إنحناء بسيط بمساره كما بالشمس مثلاً

4- الثقب الأسود ليس جسم مصمت، ليس كتلة سوداء كـ كرة حديدية مثلاً، بل الثقب الأسود مجرد فراغ بأغلب مساحته، عندما نقول ثقب أسود نعني المنطقة من أول أفق الحدث حتى قلب الثقب الأسود و هو ما يدعى بالمتفردة، لكن هذا التحديد كرسم مدار الأرض حول الشمس، المدار ليس هناك فعلاً، لا يوجد خط نراه بعيوننا تسير عليه الأرض، و كذلك الأمر بخصوص الثقب الأسود، نحن نحدد أن تلك المنطقة بداخل الثقب الأسود و تلك ليست بداخله بخط وهمي لا يعبر عن وجود فاصل مادي بين المنطقتين، الثقب الأسود هو فراغ يتوسطه متفردة، حجم المتفردة التقديري هو كرة قطرها قد يكون 10 أس -33 سم.

و أخيراً أود أن أقول أن تلك الفرضيات لم توضع عبثاً، بل وُضعت بسبب تجارب عملية و مشاهدات و أرصاد، كـ إنحناء الضوء مثلاً، تم التأكد منه في عام 1918 على ما أظن، أحد الأعوام بين 1915 و 1920 بأية حال، حيث تم رصد شعاع ضوء منحني خلال كسوف الشمس، و منذ هذا العام تم التأكد منه مراراً و تكراراً.

السلام عليكم و رحمة الله،..

فعلاً العدسة و الماء ليسا مماثلين لإنحناء الفضاء، لكن المجرات تعمل كالعدسات بالنسبة للمجرات الموجودة خلفها، تصنع تأثير مشابه لتأثير العدسة على الضوء، هدفي من ذكر العدسة توضيح أن سرعة الضوء الكبيرة لا تعني إستحالة تغيير مساره.

القصور الذاتي يحدث للأجسام التي لها كتلة، الضوء عديم الكتلة، لا يحدث له قصور ذاتي.

بخصوص أين يذهب الضوء، فتلك مسألة كبيرة جداً أخي، تحتاج على الأقل 3 مقالات لشرحها بشكل مبسط، و تدخل بنظرية الأوتار و الصلات الضئيلة بين الكمية و النسبية، فأعذرني عن الإجابة على هذا السؤال، و لكنني بالمقابل أستطيع أن أقدم لك أمرين، أولهما أن زيادة قوة الثقوب السوداء -أو بالأصح زيادة كتلتها- لا تستطيع أن تصل لإبتلاع الكون بأكمله، في الحقيقة يوجد ثقوب سوداء ضخمة مثل الثقب الأسود بقلب مجرتنا الذي يبلغ ملايين ملايين المرات كتلة الشمس، لكن أن يبتلع ثقب أسود الكون بأكمله، أو حتى عدة ثقوب سوداء، هذا أمر ينطوي على صعوبة كبيرة فكما ترى الثقوب السوداء قوية جداً لكن بمجال صغير، أي أن كتلة الأرض لو تحولت لثقب أسود لأصبحت أصغر من تفاحة حتى، بينما الفراغ بين المجرات و المجموعات المجرية واسع جداً، واسع بشكل لن تستطيع عقولنا تخيل ضخامته، ببساطة أوسع كثيراً من أن تؤثر عليه الثقوب السوداء.

و الأمر الثاني هو إن أردت الحصول على إجابة لتساؤلك حول أين يذهب الضوء، فما تبحث عنه هو ما يدعى بالـ Information Paradox، يمكنك البحث عنها و القراءة بخصوصها لكنها بشكل عام مرهقة و تتطلب مستوى عالي من العلم، و هو ما لا أجد بي ما يكفي منه للتعرف على جميع جوانبها.

أخي الأستاذ المحاضر،..

قانون نيوتن قانون تقريبي و ليس دقيق، كما أن الجاذبية بقانون نيوتن هي قوة تؤثر بشكل آني، لكن الجاذبية ليست قوة كما نظر لها نيوتن، بل هي إنحناء في الفضاء كما بالنسبية العامة، و قد أعطت النسبية العامة قوانين أكثر دقة من قانون نيوتن.

بأية حال بسبب كون الجاذبية هي إنحناء في الفضاء، فهي تؤثر في شكل الفضاء ذاته، مما يؤثر على مسار الضوء، الضوء لا يتم جذبه بالمعنى النيوتيني، أتمنى منك مشاهدة هذا المقطعين و ذاك، و لاحظ كيف تحني الكتل الفضاء، لكن أبقي في ذهنك أن الإنحناء الممثل في المقطعين هو إنحناء فضاء ثنائي الأبعاد، بينما الإنحناء الحقيقي الذي يحد بكوننا هو إنحناء رباعي الأبعاد، ثلاث منه مكانية و واحد زماني، لذا فحتى قولي المتكرر أن الجاذبية هي إنحناء في الفضاء خاطيء، فالجاذبية هي إنحناء في الفضاء و الزمن معاً.

السلام عليكم و رحمة الله،..

أخي، تقول "هل الفراغ ينحني مع إنحناء الزمكان ؟"، لكن الفراغ هو الزمكان، أو على الأقل أحد الكلمتين الداخلتين بتركيب تلك الكلمة، الفراغ هو الفضاء، الفراغ هو المكان، و الزمكان هو الزمن و المكان، لذا فسؤالك هو هل ينحني المكان مع إنحناء الزمن و المكان؟، بالتأكيد ينحني.

الثقوب السوداء لا تستعمل الطاقة، لا "تمتص" طاقة ما من الضوء أو غيره فتزيد طاقتها، أعني بشكل أكثر تحديداً لا يوجد ما يدعى بطاقة الثقب الأسود، بل كتلة الثقب الأسود، الثقوب السوداء هي وضع كتلة ما في حيز صغير بشكل كافي لكي تنهار تلك الكتلة، و لا يزيد جاذبية الثقب الأسود إلا مزيد من الكتلة، الضوء لا يزيد جاذبية الثقب الأسود، بل الكتلة هي ما تزيدها، و لهذا فـ بجوار كثير من الثقوب السوداء نجد ما يشبه القرص، قرص من الغازات و التراب الكوني، هذا القرص يدور حول الثقب الأسود و تظل المادة تدور بهذا القرص كالدوامة حتى تسقط في الثقب، لذا يستغرق الأمر العديد من الأعوام لإمتصاص كتلة نجم واحد حتى، بسبب صغر حجم الثقوب السوداء عموماً، فهي أصغر كثيراً من النجوم لأنها كتلة مركزة بحيز أو حجم صغير جداً.

و لهذا لا يوجد ثقب أسود بحجم كافي لإبتلاع مجرة بكاملها خلال بليون عام مثلاً، بالرغم من أن بعض الثقوب السوداء كالذي بقلب مجرتنا لا تتوقف المادة عن السقوط به، لكن أن يمتلك جاذبية لإبتلاع مجرة، هذا حقاً أكبر من قدرة أي ثقب أسود، في المتوسط قد يستغرق تكون ثقوب سوداء بمثل هذا الحجم 150 تريليون عام، أي 150000 بليون عام، أو 150 مليون مليون عام، و نظراً لأن عمر كوننا فقط حوالي 15 بليون عام، فما زال هناك الكثير من الوقت، كثير جداً.

ألتقط من ردك على الأستاذ المحاضر نقطة صغيرة و هي التساؤل عن كيف يثبتون أشياء تبعد عنا مئات السنين الضوئية، فلا يوجد شرط لأن يكون الجسم على بعد عدة كيلومترات أو على بعد بلايين السنين الضوئية لإثبات وجوده، بالرغم من أن الثقوب ظلت لفترة طويلة من الزمن مثبتة بشكل رياضياتي و لم نلتقط أثر مباشر لها عبر التليسكوبات، إلا أن الرياضيات هي من أقوى الأدوات التي تدلنا على الواقع، هي ما أخبرتنا قبل أي شيء رصد حقيقي بكروية الأرض، و هي التي أخبرتنا بمباديء الحركة، و غير هذا كثير، و من ضمنه أنها أخبرتنا كذلك بوجود الثقوب السوداء، كل هذا قبل أن يتم رصد تلك الأشياء بتجارب عملية أو مشاهدات فلكية، فالرياضيات تعبر عن واقع، لا أفكار أبتعدتها عقول البعض.

لكن بأية حال، بعيداً عن الرياضيات، فقد تم رصد العديد و العديد -أظن العدد يصل إلى 1900 رصد- من الأحداث المتعلقة بالثقوب السوداء، مثل نشوء ثقوب سوداء، إندماج الثقوب السوداء، إندماج نجمين لتكوين ثقب أسود، و إمتصاص ثقوب سوداء للمادة.

جرب أن تبحث في موقع www.space.com عن كلمة Blackhole، ستظهر لك أخبار العديد من تلك الأرصاد مع صور مرفقة ببعض الأحيان.

السلام عليكم مرة أخرى،..

هذا لأن الفوتون جسيم، و الفراغ ليس جسيم.

نظراً لأن نظرية الأوتار بالحقيقة نظرية مستقلة، فسأخبرك بإختصار شديد ماذا يحدث للضوء من وجهة نظر الفيزياء بدون نظرية الأوتار، ثم ما التغيير الذي يحدث عند إضافة نظرية الأوتار، و بإختصار لأن الموضوع كما ذكرت سابقاً، ضخم.

أولاً بخصوص المادة و الضوء الساقطين بالثقب الأسود من وجهة نظر النظرية النسبية و الكمومية، فكلاهما يتركزا بالمتفردة، و بعض أنواع المتفردات تشع كتلتها بشكل بطيء لكن منتظم، و بأية حال لا يخالف الثقب الأسود هنا قانون حفظ الطاقة، فالطاقة موجودة بداخله و تظل على هذا الحال لبلايين السنين.

ثانياً بخصوص المادة و الضوء الساقطين في الثقب الأسود بعد تطبيق نظرية الأوتار، فإن المادة و الضوء خلال إقترابهما من أفق الحدث تنفك أوتار الجسيمات المكونة لهما، سواء فوتونات أو ألكترونات أو غير ذلك، و تتسطح أكثر فأكثر حتى يتم فردها بشكل كامل على سطح أفق الحدث، و أتمنى عدم الخلط هنا فالمادة لا تبقى على سطح الثقب الأسود، بل معلوماتها ممثلة بالأوتار، عموماً هنا أيضاً لا يتم مخالفة قانون حفظ الطاقة.

حسب نظرية الأوتار فالمادة و الضوء حين يمتصهما الثقب الأسود، فلا يوجد وسيلة لهما للإنتقال إلى مكان آخر من كوننا أو إلى كون آخر، فنظرية الأوتار تحوي طبيعة طبولوجية معقدة للفضاء تحميها الأوتار ذاتها فتمنع تمزق الفضاء و صنع ثقب دودي، أي أن الثقوب الدودية للصنع في نظرية الأوتار لكنها تتطلب تحويلات طبولوجية للفضاء يتطلب معها تمزقه، و الأوتار تمنع بإستمرار تمزقه.

أما بنظرية النسبية، لا شيء يمنع تكون الثقوب الدودية حال توفر كتلة أو طاقة سالبة كافية، لكن يجب تذكر أن نظرية النسبية تنهار عند مثل تلك المسائل -قلب الثقب الأسود، الثقوب الدودية و ما شابه- و تعطي قيم لانهائية للمعادلات، و كذلك تتضارب مع نظرية الكمية نظراً لدخول الإحتمالية الكمومية و الـ Quantum Jitters التي تسيطر على الفضاء في المجال الصغير فتجعله متقلب، و هو ما لا تتفق معه النسبية، بشكل عام تختل المعادلات الخاصة بكلتا النظريتين و تعطيان قيماً لا نهائية، القيم اللانهائية تشير إلى وجود شيء ما خاطيء، و نظرية الأوتار تعالج هذا الشيء.

أخي أبو مشاري، تذكر أن الضوء مكون من جسيمات الفوتون، لذا فالضوء ليس مختلف جداً عن المادة، ما يحدث للمادة يحدث للضوء، أي أنه إن صحت نظرية الأوتار فإن أوتار الفوتونات تظل على سطح أفق الحدث، و إن لم تصح فإن الفوتونات تظل بالمتفردة، فالضوء بالنهاية مكون من جسيمات كالمادة.

و عليكم السلام و رحمة الله و بركاته،..

ينحني الزمان حول الكتل، و يزداد إنحناءه بإزدياد الكتلة، إنحناء الزمن نراه ممثل ببطئه، بمعنى أنني إن كنت قريب من إنحناء يسببه نجم ضخم، و شخص ما ينظر لي من مكان بخارج مجال إنحناء النجم، فهذا الشخص سيرى حركتي بطيئة بالنسبة له، و سيرى أن مرور ساعة على الساعة بيدي يساوي مرور ساعتيه على ساعته مثلاً.

الفراغ هو ما الفضاء الخالي من المادة و الطاقة، لكن فعلاً لا يوجد فراغ تام فحتى الفراغ الذي لا يوجد به أي مادة أو طاقة تعمل به التقلبات الكمومية فتظهر به جسيمات وهمية و أمور مشابهة، أي أنه حتى الفراغ التام يبقى به التقلبات الكمومية و هذا شيء لا نستطيع منعه، لأن الكمومية تسبب بعدم إمكانية إستقرار الفراغ على قيمة الصفر، تظل قيمته متقلبة قليلة و متوترة حول الصفر.

أما عن التجربة فلم أسمع عنها، أتمنى عذري لكنني أظن أن هناك لبس بخصوص تلك التجربة.

الأثير كان إفتراض لمادة تتواجد بكل مكان تنتقل عبرها موجات الضوء، لأن الفيزياء الكلاسيكية لم تفهم أن الضوء مكون من جسيمات، لذا أفترضوا الأثير، لكن تمت تجربة أثبتت عدم وجود الأثير، بالرغم من أن تلك التجربة قام بها العلماء بهذا العصر بهدف تأكيد وجود الأثير، لكن نتائجها كانت صادمة، و أدت إلى سقوط نظرية الأثير بكاملها و كانت أحد أسباب ظهور النسبية.

بخصوص نظرية الأوتار، فهي نظرية تفترض أن الجسيمات الأساسية مثل الفوتونات و الألكترونات و الكواركات ليست مجرد نقاط، بل هي أوتار تهتز حول سبعة أبعاد منحنية، تلك الأوتار نستطيع تخيلها على أنها حلقات تستمر بالإهتزاز، و إهتزازها هذا بالإضافة إلى شكل السبعة أبعاد المنحنية يمنح الجسيمات الأساسية خصائصها.

أخي aous، الضوء ليس له كتلة، لا حتى أصغر الكتل، لا كتلة إطلاقاً للضوء، و بأية حال الزمن بالنسبة للضوء متوقف.

أخي أبو مشاري، ما يحدث بالنجوم هو إندماج نووي لا إنشطار نووي، النجم يموت نتيجة تحول جميع وقوده الإندماجي -الهيدروجين و الهليوم- إلى معادن و مواد ثقيلة كالحديد، و بلحظة إنفجار النجم تنهار قمته و قاعه على قلبه فيحدث ضغط شديد جداً على قلبه، و يندفع وسطه في الفضاء فاعلاً الإنفجار، بأية حال هذا الضغط على القلب إن كان قوي بشكل كافي فهو يضغط المادة بالقاع إلى أن تنهار على ذاتها و تكون ثقب أسود، إن لم يكن كافياً فيتخلف قلب النجم على هيئة نجم من نوع الأقزام البنية أو البيضاء، أو نجم نيوتروني، أو غير ذلك، يمكنك التفكير في الثقب الأسود على أنه مخزن جسيمات، لا يحول طاقة لكتلة، لا يحول كتلة لطاقة، هو فقط مخزن، أما بخصوص سرعة الضوء الثابتة، فتلك السرعة ثابتة في الفراغ الذي لا يوجد به أي مادة و لا إنحناء، لكن الأمر مختلف إن كان هناك مادة أو إنحناء.

سرعة الضوء ثابتة في الفراغ، لكن سرعة الضوء في الهواء مثلاً أقل من سرعة الضوء في الفراغ، سرعة الضوء في الزجاج أقل من سرعة الضوء في الهواء و الفراغ -مما يُسبب الإنكسار بالأساس-، ثبات سرعة الضوء هو مبدأ من النسبية الخاصة يُطبق في حالة وجود المشاهدين في فراغ لا يوجد به إنحناء و لا مادة، لكن جاءت النسبية العامة بعدها فوضحت ما الذي يحدث لسرعة الضوء إن كان هناك إنحناء.

وجدت بقسم الفيزياء النسبية هذا الموضوع، ستجد بالفقرة الثانية و الثالثة شرح سرعة الضوء و ثباتها بشكل جيد.

مثال جيد أخي الأستاذ المحاضر، لكن يجب تذكر أن الأثير تم إثبات عدم وجوده منذ أكثر من 100 عام، الضوء لا ينتقل في وسط من أي نوع لأن الضوء ذاته مكون من جسيمات، أي أنه يحمل نفسه بنفسه، كما لا تحتاج ذرة هيدروجين الإنتقال من مكان إلى أخر لأي وسط كذلك.

لا تتمدد الأرض لأن تأثير جاذبيتها على حفظ تكوينها المادي أقوى من تأثير تمدد الكون بمراحل، أقوى بشكل كبير جداً.

أولاً أتمنى فهم أن معدل تمدد الفضاء صغير جداً جداً جداً، لنفرض مثلاً أنه 1 ملم لكل كيلومتر في الشهر، و وضعنا جسم على بعد كيلومتر واحد، بعد سنة كاملة سيصبح بعد الجسم 1000.012 متر، أو 1.000012 كيلومتر، زيادة ضئيلة جداً، لذا لكي يكون لتمدد الفضاء تأثير فعلي ملحوظ يجب أن يكون الجسم على بعد كبير، لكي يُؤثر معدل التمدد بشكل فعال.

لذا حتى و إن وضعنا جسم على طرف المجموعة الشمسية و لنفرض أن هذا الجسم لا تؤثر عليه جاذبية الشمس أو جاذبية أياً من الكواكب، لن نُلاحظ أنه تزحزح من مكانه إطلاقاً على مدى كبير من الزمن.

ثانياً بخصوص الكواكب، فبالرغم من أن معدل التمدد ضئيل جداً إلا أنه على الأقل يوجد تمدد، و الكواكب هنا منذ بلايين الأعوام فلمَ لم تبتعد سابحة بمفردها ؟، هذا لأن تمدد الفضاء يُمكن حسابه في معادلة السقوط الحر، عبر مراحل نشوء الكواكب و تكيفها ما بين جاذبية الشمس و القصور الذاتي كيفت أيضاً معدل التمدد الضئيل هذا، لتبقى مستقرة بالنهاية.