[ناوي الدراسة]

إن النسبيةالعامة بعظمتها جاءت للعلم ببعض أسرار الكون المخيفة وسيأتي العلم في المستقبلالقريب بأسرار أكثر غرابة , و كل بحث عن طبيعة الكون وآفاقة وكل كشف عن بعض ألغازهوعجائبه تفيض إلى مساحات ممتدة الأبعاد مما نجهل عنه , وسيبقى الكون دائما وأبدامنبع للألغاز, وما تم اكتشافه حتى اليوم ماهو إلا غيض من فيض من مكتشفات مثيرةمازالت تنتظر . وصدق الله القائل : ( وما أوتيتم من العلم إلا قليلا ) .

تعريف الثقب الأسود :

هو عبارة عن منطقة في الفضاء الزمكاني تكون فيها الجاذبية قوية جدا , بحيث لا يمكن أن ينفلت منها أي ضوء أومادة أو إشارة من أي نـوع , وهذا إما يكوننتيجة انهيار نجوم عملاقة بعد أن تنتهي عملية التوازن بين الضغط والجاذبية نتيجةحرق المواد الخفيفة وتحولها لمواد ثقيلة كالحديد , وإما أن يكون نتيجة تمركز كتلةكبيرة جدا من عشرات النجوم في حيز صغير نسبيا في قلب المجرة .

ماهية الثقوب السوداء :

يتكون الثقب الأسـود البسيط غير الدوار , من نقطة تفرد مركزية تحيطبها منطقة كروية لها نصـف قطر يسمى شعاع شوارزشيلد وفي نصف القطر هذا تكون الجاذبيةقوية جدا ولا يمكن لأي شيء الهروب منه , وتسمى حدود تلك المنطقة بـ ( أفق الحدث ) وهـي عبارة عن حدود منطقة الزمكان ( الزمان 0المكان ) التي لا يمكن الإفلات منها ,وتعمل على شكل غشا ذو اتجاه واحد وهو داخل الثقب لا خارجه وهو مسار الضوء فيالزمكان وهو يحاول الإفلات من الثقوب السوداء .
وبما انه لا شي يسـير أسرع منالضوء فان أي شي يقع في هذه المنطقة سوف يبلغ بسرعة منطقة ذات كثافة عالية ونهايةالزمان , أي انه لا تصل معلومات ولا أي حادث ممكن حصوله داخل تلك الحدود ( حدود أفقالحدث) والى العالم الخارجي . ومن المعروف من قوانين النسبية العامة أن المكانوالكتلة كميتان مترابطتان , فالكتلة تسبب ميل المكان وانضغاطه , والمكان يحدد مسارالمادة .
ففي الفضاء العادي كلما زادت الكتلة زاد الميل , وإذا زادت الكتلةبشكل كبير جدا تصبح نهاية الميل نقطة شاذة تكون عندها الجاذبية عالية لا يفلت منهاالضوء وهي الثقب الأسود .

ما هو شكل النجوم التي تكون منها الثقب الأسود وهل يجب أن تكون مكورة ؟

إن الطاقة التي يفقدها نجمين في بث مـوجات جاذبة تجعلهما يلتويانالواحد تجاه الآخر, وقد بين عالم كندي أن الثقوب السوداء غير الدواره وفقا للنسبيةالعامة لابد أن تكون بسيطة جدا فهي كروية وقـد تبين أن موجات الجاذبية المنبعثـة منانسحاق النجم تجعله أكثر كروية والى أن يستقر ويصـبح بشكل كروي دقيق , وبالتالي فانأي نجم دوار يصبح كرويا مهما كان شكله وبنيته الداخلية معقدتين . سوف ينتهي بعدانسحاقه إلى ثقب اسود كروي تماما يتوقف حجمه على كتلته.
وقد جاء العالم دوي كيرمجـموعة من الحلول لمعادلات النـسبية العامة , والتي تصف الثقوب السوداء الدوارة , فإذا كانت الدورات صفر يكون الثقب الأسود كروي تماما
وإذا كانت غير الصفر فانالـثقب ينتفخ نحو الخارج قرب مستوى خط استواءه (تماما مثل الأرض منتفخة من تأثيردورانها ).

الثقوب السوداء كمصدر للطاقة :

بالرغم انه لا يوجد طاقة تنبعث من أفق الحدث إلا إن المادة الساقطةنحوه تسير بسرعة الضوء لذا فان طاقته الحركية ستتحول إلى حرارة وطاقة إشعاعية إذاما سقطت في قرص الالتحام ( قرص من المادة خارج أفق الحدث ) .
إن تحطم نجم ليشكلثقبا اسود أو التهام كمية هائلة من المادة بـثقب اسود أو اصطدام و اتحاد ثقبينأسودين هي أمثلة على عمليات لإنـتاج كميـة مهولة من الطاقة , معظمها على شكل موجاتتجاذبية وعملية إنتاج وتحرير الطاقة هذه اكبر بكثير من تلك التي للاندماج النوويوالتي تحرر في النجوم .
إن الثقوب السوداء الموجودة في الأنظمة المزدوجة والتيتلتهم الكتلة والمادة من النجوم المحيطة بها , أو الثقوب السوداء العملاقة والتيتبتلع سحب الغاز, والنجوم في مراكز المجرات قد تكون من أقوى مصادر الطاقة في الكون .

أول دليل لرصد الثقوب السوداء :

ورد مؤخرا انه تم رصد أول دليل مادي على وجود ثقب اسود ( سيجنس XR-1 ) في مركز كوكـبة الدجاجة والذي يبعد عن الأرض بمقدار 6000 سنة ضوئية وقد وجدإن الغاز المنبعث من نجم مجاور له يتم سحبه إلى ثقبه الأسود , حيث رصد منظار هابلالفضائي ومضات لأشعة فوق بنفسجية من غاز ساخن يدور حول هذا الثقب .
ولا يرصد ذلكإلا عندما ينجذب الغاز خلال الحافة الخارجية للثقب الأسود ( أفق الحدث ) ولم يتمكنمنظار هابل من رصد هذه المنطقة لأنها صغيرة جدا بالإضافة لبعدها الشاسع ولكنة تمرصد حالتين لإشارات فوق بنفسجية متلاشية لغاز ساخن يدخل الثقب الأسود , وقد تم اخذهذه الأرصاد على بعد 1600 كم فقط من أفق الحدث .

كيف يمكن اكتشاف أو استشعار الثقبالأسود بما انه لا يبعث ضوء ؟

يمكن ذلك من خلال دراسة القوة التييمارسها الثقب الأسود على الأجسام المجاورة , ومع هذه الجاذبية العالية والطاقةالهائلة التي يبثها الثقب الأسود فانه قد يتولد جسيمات ذات طاقة عالية جدا قربالثقب الأسود , ويكون الحقل المغناطيسي شديدا بحيث تتجمع الجسيمات في نوافير تنطلقخارجا على طول محور الدوران . فقد شوهد نجم يدور حول آخر غير مرئي , ولكن ليس هذاشرط أن يكون النجم غير المرئي ثقب اسود فقد يكون باهت .

ما هو احتمال مشاهدة هذه الثقوب؟

قد يتم البحث عن أشعة جاما التي تبثها الثقوب السوداء الأولية طوالحياتها ومع أن معظم الإشعاعات ستكون ضعيفة بسبب بعدها ولكن اكتشافها يكون ممكنا ومنخلال النظر إلى خلفية أشعة جاما لا يوجد أي دليل على ثقوب سوداء أولية ولكنها تفيدبأنه لا يمكن تواجد أكثر من 300 منها في كل سنة ضوئية مكعبة في الكون , ولمشاهدةثقب اسود أولي يجب كشف عدد من أشعة جاما صادرة في اتجاه واحد خلال مدى معين منالزمن ( كأسبوع مثلا ) من خلال جهازاستشعاركبير لأشعة جاما , ويجب أن يكون فيالفضاء الخارجي لان أشعة جاما لا يمكنها اختراق الطبقة الهوائية .
القمرانالصناعيان اللذان تمكنا من تقديم الدليل وللمرة الأولى على أن ثقبا اسود كبير يمزقويستوعب جزءا من احد الكواكب التي ابتعدت عن مسارها وهما ( شاندرا ) التابع لوكالةالفضاء الأمريكية و ( نيوتن – XMM ) التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ,يمثلان أجهزةاستشعار كبيرة لأشعة جاما .
وتعتبر الطبقة الهوائية للأرض بكاملها اكبر مكشاف ( أشعة جاما ) يمكنه التقاط وتحديد نقط الثقوب السوداء .
الهدف من دراسة الثقوب :

إن دراسة الثقوب السوداء بأنواعها المختلفة تؤكد على صحة النظريات الموضحة للمراحل التي يمر بهـا الكون بدءا من الانفجار الكبير ( الفتق ) حتى نهايته ( الرتق ) , وقد يستطيع البشر مستقبلا استغلال الطـاقة الصادرة منها حيث إن الثقوب السوداء من أقوى مصادر موجات التجاذب , وبدراسة هذه الثقوب نستطيع التعرف على قوى أساسية في الكون وهي الجاذبية الأرضية,كما إنها تشبع رغبة البشر الدءوبة للبحث والمعرفة وخاصة أنها من أكثر الأجرام السماوية غموضا في الكون , وأخيرا فهي دافع قوي للتفكر والتدبر في آيـات إعجاز الخالق في الكون , وأنها كلام الله الخالق الذي أبدع هذا الكون بقوة وحكمة وقدرة وعلم .


[SIZE="6"]منقوووووول [/SIZE]