الثقب الأسود – الحلقة 3

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

إخواني أخواتي  الأعزاء, أرجو ألا أكون قد أطلت عليكم , وإليكم فيما يلي متابعة الإجابة عن بعض الأسئلة المتعلقة بالثقب الأسود تلك الظاهرة الفلكية الفذة .

 

1.      كيف يبدو الثقب الأسود – ماهو شكله؟

يعتبر الثقب الأسود بحد ذاته غير مرئي وذلك بسبب عدم قدرة الضوء على الانفلات منه.

في الواقع , عندما ظهرت في البدايات النظريات التي تتحدث عن الثقوب السوداء ,كانت الثقوب السوداء تسمى بالنجوم غير المرئية “invisible stars.” .

حسناً, بما أن الثقوب السوداء غير مرئية , فكيف عرفنا إذن بوجودها؟

هذا السؤال تماماً يبين لنا كم هو من الصعب إيجاد الثقوب السوداء في الفضاء! على كل الأحوال فإنه يتم إيجاد الثقب الأسود بشكل غير مباشر عبر ملاحظة التأثيرات على النجوم والغازات القريبة منه.

على سبيل المثال , لنفترض حالة نظام نجمي مزدوج  a double-star system حيث تكون النجوم فيه قريبة جداً من بعضها البعض. في حال انفجار أحد النجوم على شكل سوبرنوفا supernova  وتحوله إلى ثقب أسود , عندها فإنه من المتوقع من الغاز والغبار الصادر عن النجم المرافق بأن تسحب باتجاه الثقب الأسود – وذلك في حال كان هذا النجم المرافق قريب لدرجة كافية.في تلك الحالة , يبدأ كل من الغاز والغبار بالانسحاب باتجاه الثقب الأسود ويشرع بالدوران حول الأفق الزوجي event horizon ومن ثم يدور وفق مدارات حول الثقب الأسود .وخلال ذلك يزداد تضاغط الغاز لدرجة كبيرة , ويقوم الاحتكاك المتولد بين الذرات بتحويل الطاقة الحركية kinetic energy  في الغاز والغبار إلى حرارة, وبالتالي يتم إصدار وبث أشعة xx-rays.  وبالاستفادة والأستعانة بالأشعة القادمة من تلك المواد التي تدور حول الثقب الأسود , يتمكن العلماء من قياس درجة حرارتها وسرعتها.

بإمكاننا من المعلومات القادمة عن حركة وحرارة المواد الدوارة , استنتاج وجود الثقوب السوداء .

تدعى المادة الحارة التي تدور بالقرب من ا لأفق الزوجي التابع للثقب الأسود بالأقراص الملتحمة accretion disk.

يصور لنا أحد العلماء هذه الظاهرة عبر ثنائي راقص في غرفة سوداء مظلمة , حيث ترتدي المرأة ثوباً أبيض , أما الرجل فيرتدي بدلة سوداء حالكة وبالتالي لا يتمكن الناظر لهما إلا من ملاحظة المرأة وحركاتها, ومن خلال ملاحظة المرأة وهي تدور وتتحرك راقصة حول محور ما بإمكانك التنبؤ بوجود شريكها الراقص الغير مرئي.

إن عملية البحث عن النجوم التي تتأثر حركتها تبعاً لشريك غير مرئي , هي إحدى الطرق الممكنة لدى الفلكيين للبحث عن ثقوب سوداء محتملة.

 

2.      هل تتحول كل النجوم إلى ثقوب سوداء؟

للإجابة باختصار على هذا السؤال , بإمكاننا القول بأنه فقط النجوم ذات الكتل الهائلة يمكن لها أن تتحول إلى ثقوب سوداء , على سبيل المثال , شمسنا من غير الممكن لها أن تتحول إلى ثقب أسود لأنها كتلتها ليست كبيرة كفاية.

بعد أربع بلايين سنة انطلاقاً من هذا التاريخ, وعندما ينفذ الوقود النووي الموجود داخل لب الشمس والذي يؤمن تفاعلاتها النووية التي تسبب توهجها وإضاءتها, في ذلك الوقت سوف تموت شمسنا ميتة هادئة. 

إن مثل هذا النوع من النجوم تنتهي على شكل نجوم قزمية بيضاء white dwarf stars.

أما بالنسبة للنجوم ذات الكتل الكبيرة, تلك التي تكون كتلتها على سبيل المثال , أكثر ب20 مرة من كتلة شمسنا,ربما تتحول في النهاية إلى ثقوب سوداء.

عندما ينفذ الوقود النووي من النجوم ذات الكتل الهائلة , عندها لا تعود هذه النجوم قادرة على دعم كتلتها الكبيرة جداً,وتبدأ بالتضاغط والانهيار. وعند حدوث ذلك تبدأ درجة حرارة النجم بالارتفاع , وتقوم بعض الأقسام والأجزاء التابعة للطبقة الخارجية من النجم – حيث تكون لا تزال تحوي بعض الوقود النووي – بتنشيط التفاعل النووي مرة أخرى وتنفجر على شكل يدعى بالسبرنوفا  supernova. أما فيما يتعلق بالأجزاء الداخلية المتبقية من النجم , لب النجم , فإنها تستمر بالانهيار والتضاغط . وبالإعتماد على مدى ضخامة كتلة لب النجم , نجد أن هنالك إحدى حالتين , إما أن يتحول النجم على نجم نيوتروني neutron star ويتوقف عن الانهيار , أو أن يستمر بالانهيار والتضاغط حتى يتحول إلى ثقب أسود.

إذن نستنتج من ذلك بأن ضخامة كتلة لب النجم تلعب دور هام في تحديد مصيره النهائي.

تدعى الثقوب السوداء المشكلة من النجوم بالثقوب السوداء النجمية a stellar black hole .

3.      ما هو عدد الأنماط والأنواع المتواجدة من الثقوب السوداء؟

تبعاً للنظرية , فإنه يوجد ثلاثة أنواع من الثقوب السوداء:

  1. الثقوب السوداء النجمية stellarblack holes
  2. الثقوب السوداء ذات الكتلة الخارقة supermassive black holes
  3. الثقوب السوداء المصغرة black holesminiature

وهذا التصنيف يعتمد على أحجام الثقوب السوداء.

كما أن هذه الأنواع المختلفة من الثقوب السوداء يتم تشكلها بطرق مختلفة.

بالنسبة للثقوب السوداء النجمية فقد تم توضيح آلية تشكلها سابقاً.

أما بالنسبة للثقوب السوداء ذات الكتل الهائلة – الخارقة – supermassive black holes ,فهي غالباً ما تتواجد في مراكز أغلب المجرات , بما فيها مجرتنا – درب التبانة.

من الممكن لمثل هذه الثقوب السوداء أن تملك كتلة مساوية لبلايين أضعاف كتلة شمسنا.

أما بالنسبة للمجرات الخارجية الأخرى , فإنه يوجد مسافات شاسعة جداً بين النجوم , على كل الأحوال , فإنه في المنطقة المركزية من المجرات تكون النجوم متاخمة وقريبة جداً من بعضها البعض. وبما أن كل شئ في المناطق المركزية يكون متاخماً وفإنه في حال وجود ثقب أسود فإن هذا الثقب الأسود الموجود في مركز المجرة يصبح تدريجيا ذو كتلة كبيرة جداً بسبب النجوم التي تدور حول الأفق الزوجي الخاص به , والتي بدورها يكون لها احتمال كبير لأن تلتقط من قبل الثقب الأسود بسبب قوة الجذب المحيطة به , وبذلك تساهم هذه النجوم في زيادة كتلة الثقب الأسود.   عبر قياس سرعة هذه النجوم التي تدور وفق مدارات بالقرب من مركز المجرة , بإمكاننا أن نستدل على وجود ثقوب سوداء ذات كتلة خارقة supermassive black holes , وحساب كتلتها.

بشكل معامد للأقراص الملتحمة accretion disk التابعة لثقب أسود ذو كتلة خارقة supermassive black holes , وفي أغلب الأحيان , هنالك دفقان من الغاز الساخن two jets of hot gas .

bh22gas-jet-1

الصور أعلاه توضح لنا كل من الأقراص الملتحمة accretion disk التي تدور حول الثقب الأسود , ودفقا الغاز الذان يتوضعان بشكل معامد بالنسبة لهذه الأقراص الملتحمة.

قد يصل طول هذا الدفق من الغاز الساخن إلى ملايين السنوات الضوئية. ومن المحتمل بأن هذا الدفق قد تشكل نتيجة التفاعل الحاصل بين جزئيات الغاز و الحقول المغناطيسية الشديدة الدوارة التي تحيط بالثقب الأسود.

هنالك عدد من الملاحظات التي تمت عبر تلسكوب هبل الفضائي Hubble Space Telescope التي استطاعت أن تثبت , وبدليل جيد , تواجد مثل هذه الثقوب السوداء ذات الكتلة المهولة supermassive black holes.

لم يتم لحد الآن بشكل دقيق تحديد الآلية الفعلية التي ينتج عنها الثقوب السوداء المصغرة miniature black holes , ولكن قد تم وضع عدد من الفرضيات.

تقترح الفكرة الأساسية احتمال تشكل الثقوب السوداء المصغرة بعد وقت قصير من حدوث “الانفجار الكبير” “Big Bang,” , الذي يعتقد بأنه بمثابة بداية الكون وحدث قبل حوالي 15 بليون سنة مضت.

على كل الأحوال, ولحد الآن , لا يوجد أي دليل على وجود الثقوب السوداء المصغرة.

المراجع:

http://amazing-space.stsci.edu/resources/explorations/blackholes/teacher/sciencebackground.html

http://en.wikipedia.org/wiki/Black_holes

مع خالص تمنياتي لكم بالتوفيق, وإلى لقاء قريب بإذن الله مع موضوع جديد , وإلى ذلك الحين استودعكم الله والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته

Advertisements
  1. #1 by drahmad on مايو 31, 2009 - 4:07 م

    يعطيك العافيه انا ابحث في الموضوع هذا
    اتمنى تثري الحديث معاي
    في مدونتي

    • #2 by schwarztiger on يونيو 2, 2009 - 1:31 م

      السلام عليكم
      الله يعافيك , وتشرفني زيارتك لمدونتي وتسرني جداً معرفة أشخاص يشاركوني في اهتماماتي لنتناقش فيها ونستفيد فيها من معرفتك في هذا المجال
      أنا بانتظار انك تعطيني رابط مدونتك حتى أتمكن من زيارتها
      والسلام

اترك رد

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   / تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   / تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   / تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   / تغيير )

Connecting to %s

%d مدونون معجبون بهذه: