ملتقى الفيزيائيين العرب - الثقوب السوداء وماعلاقتها بقوى الجذب الكونية ؟

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
بحثت لك ووجدت الكثييير الكثييير
أكتبي سؤالك هذا في محرك البحث قوقل وسترين ما يسرك وهذا نموذج مما ظهرلي...

الثقوب السوداء هو ان النجوم تفقد طاقتها بمرور الزمن و في نهاية

حياتها تتضخم ثم تنفجر و يتناثر حطامها في الفضاء , هذا بشكل

عام , لكن بعض النجوم عندما تنفجر يتناثر قسم منها لكن مركز

النجم يبدا بسحب هذه الاجزاء (طبعا هذه الحالة تحصل اعتمادا على

حجم النجم نفسه و يسمى بالعتبة) تبدا هذه الاجزاء المتناثرة

بالعودة باتجاه مركز النجم و تبدا زيادة الجاذبية بسبب زيادة الكثافة بحيث

تصبح الكتلة التي بحجم حبة الحمص ذات وزن يعادل وزن الكرة الارضية ,

و بزيادة الكثافة و الجذب لهذا الجسم يتكون الثقب الاسود الذي يجر

اليه الكواكب و النجوم و حتى مجرات كاملة , و الصعوبة باكتشافه هي

انه بسبب جاذبيته الخيالية فحتى الضوء و اي طاقة يجذبها اليه و لا

تفلت منه و لهذا سميت سوداء لان الضوء لا يخرج منها .

بالنسبة لهذه الاجسام التي تسحبها الثقوب السوداء فيعتقد ان هذه

الثقوب متصلة بواسطة انفاق دودية بثقوب تسمى الثقوب البيضاء

و التي يتم منها طرح الاجسام المسحوبة بالثقوب السوداء...

اكتشف جون ميتشيل عام 1783 أن النجوم العملاقة سوف تكون

لها جاذبية كبيرة تجعل الاشعاعات والاضواء المنبعثة منها ترتد مرة

أخري الي سطحها. ولم يحاول انذاك البحث فيما قاله ميتشيل أو

صياغة قانون حتي أعلن اينشتاين نظرية النسبية العامة عام 1915

والتي تنبأ فيها بوجود نجوم متقلصة شديدة الجاذبية وعبر عن ذلك

بثلاث معادلات محددة الاولي ثابت الجاذبية لنيوتن والثانية كتلة النجم

المتقلص والثالثة النسبية بين كتلة النجم المتقلص وكتلة النجم

العملاق الاصلي وقطره قبل أن ينفجر ويتقلص قلبه. وقد تأكد تماما

من وجود تلك النجوم وتصويرها لأول مرة عام 92 بتليسكوب الفضاء

هوبل فقد لاحظ أنه في آخر مرحلة من مراحل النجوم العملاقة التي

تنهار تحت ثقلها مما يؤدي الي اشتعال مادتها ويتحول النجم خلال 6 ساعات

الي نجم سوبر نوفا متفجر. ويطيح الانفجار بسطح النجم وغلافه

الخارجي حيث يتحول الي سديم حلقي أما القلب فيتحول الي نجم نيوتروني

لايزيد قطره علي 15 20 كيلو مترا. أما اذا كان الثقب الاسود لا يدور حول

محوره فهو مستدير الشكل تماما وليس له شحنة واذا كان دوارا فهو

مفلطح ويحمل شحنة. ولكن الامر ليس بهذه البساطة، فهذه النجوم

من الثقوب السوداء تتمتع بقدر كبير جدا من الغرابة والتناقض.

فالمشكلة أن كل ما يصل الينا هو ما يحدث عند الحدود الخارجية

للثقب نفسه أما فيما يخص داخل الثقب فلا أحد يمكن الوصول

اليه. فنتائج الابحاث تشير الي أن الطاقة الكلية الموجودة داخل الثقب

الاسود صفر، فهو يتصرف كأي جسم في درجة حرارة الصفر المطلق

حيث يمكنه تحويل الحرارة.

وتصل درجة الحرارة في قلبه أقل من الصفر المطلق مع أن درجة

الحرارة علي سطحه مئوية.

ويري بعض علماء الفلك أن مادة الثقب الاسود هي من المادة المضادة

والتي تنتج هذه الحرارة الهائلة عند التحامها بمادة النجم المجاور

وتسحقها كلية. ويبدو أن الطاقة الموجبة للمادة التي يتم ابتلاعها

تتحول فور عبورها 'الافق الخارجي' الي طاقة سالبة وتفقد كتلتها

الذاتية تماما. وتدل الابحاث أن حرارة قلب الثقب هي حرارة سالبة أي

ربما أقل حرارة من الصفر المطلق الذي لا نعرف عنه شيئا أقل

منه حرارة في علوم الفيزياء.

وأهم ما يحدث في ظاهرة الثقوب السوداء هو تحول السهم

الزمن من الامام الي الوراء في لحظات أي تعود الي الزمن

التخيلي. فلو كان قلب الثقوب السوداء في درجة الصفر المطلق

لتوقف الزمن حيث تتوقف الاليكترونيات عن الدوران حول نواة الذرات.

وهذا يجعل العلماء متحيرين مرة أخري. فهل يمكن لتلك الظاهرة

تعدي الحاجز الفاصل لتصل الي عالم الطاقة السالبة 'العالم

التخيلي' فالمعروف أن هذا العالم يسير وفقا للقانون أما العالم

التخيلي فيسير وفقا لقانون غير معروف الابعاد.

ويبرر بعض العلماء ما يحدث داخل الثقوب السوداء بانقلاب شامل

لوظيفة الزمن والمكان فسهم الزمن ليس له اتجاه واحد داخلها.

وأما الفضاء مع المادة فنجده مجبرا بالجاذبية للاتجاه نحو مركز الثقب

فقط. ويرجع العلماء الي السؤال عن أين تذهب كل هذه المواد من

النجوم الاخري التي يبتلعها الثقب الاسود؟ وبالطبع لا يوجد اجابة.

الا أن العالم هوكينج يري أن الثقب الاسود في هذه الحالة يتزايد

حجمه وينمو الي أن يبتلع كل أو معظم نجوم المجرة وربما يتحول

بعد ذلك الي كويزر كما يشير. الا أن العالم الامريكي جون ويلر يري

أن تلك الثقوب دودية أو انفاق داخلية أشبه بالثقوب الطولية التي

يحشو بها قرص الجبنة. وهذه الانفاق تبدأ عند مركز الثقب الاسود

وتربط بين قطاعات أو أطراف أو أجزاء الكون المنظور منه وغير المنظور.

وأكد أيضا أن تلك الثقوب الدودية لا يمكن أن تبدأ الا في مركز نجوم

الثقوب السوداء الدوارة المفلطحة ذات الشحنة. أما الثقوب السوداء

التي لا تدور حول محورها والمستديرة الخالية من الشحنة، فلا

تحتوي علي اية انفاق دودية عند مركزها. ومن هنا جاءت افتراضية

السفر عبر الزمن الي قطاعات أخري في الكون وأن كان الامر

ليس مؤكدا.واكتشف أيضا أن تبخر الثقوب السوداء اذ أن سطح

الثقب الاسود تصل درجة حرارتها الي شدة الانخفاض في حالة

الثقوب السوداء العملاقة وشديدة الارتفاع علي عكس حالة

الثقوب الصغيرة. فحسب قوانين الطبيعة، فان أي جسم مادي

تزيد درجة حرارته عن قيمة الصفر المطلق يكون جسما مشعا

وعلي هذا الاساس فالثقوب السوداء اجرام كونية مشعة..

ويري آخرون أن الثقوب السوداء عندما تنفجر فانها تفقد جزءا

من كتلتها في صورة طاقة اشعاعية وبمرور الزمن تنقص أحجام

الثقوب السوداء وكلما نقص حجمها زادت كثافة اشعاعاتها.

وهذا النقصان في حجمها يؤدي الي انفجارها واختفائها.

ولكن تري ماذا يحدث بعد اختفاء الثقب الاسود؟

يري العلماء أن هناك نقطة شاذة سوف تتخلف عن الانفجار

عبارة عن نقطة مادية صفرية الابعاد لا نهائية الكثافة.

وان كان الدكتور ستيفن هيوكينج له رأي آخر في مسألة ماذا

يحدث بعد الانفجار، فهو يري أنه بالفعل اذا ما انفجر الثقب

الاسود فانه سيختفي تماما بما في ذلك تلك النقطة الشاذة الي

عالم آخر. أما بقايا الانفجار فستشكل في صورة نفق أو قناة تصل

عالمنا بالعالم الآخر الذي انتقل اليه الثقب الاسود. وقد اعتمد

علي نظرية جاذبية الكم والتي تصور أن هناك انفاقا تظهر وتختفي

بصورة مستمرة في الفضاء الكوني وتقاس هذه الانفاق بمقياس

لم يثبت صحته 'مقياس بلانك' وهنا نجد أنفسنا ندور في حلقة

مفرغة حول هل بالفعل نستطيع السفر الي الماضي. فانفجار

الثقوب السوداء يذهب بنا الي عالم آخر لا نعلمه وينتظر

منا الكثير لاكتشافه.

السفر عبر الزمن

ظلت مشكلة الانتقال الي الزمن التخيلي تشغل العقول من

قديم الازل خاصة بعد ظهور نظرية الوتر أو الاربطة التي تشير

الي أن ثقوب الفضاء لن تغير من تجانس الكون وتماسكه الكمي

ولكنها قد تؤثر في ثوابته الاساسية في الطبيعة. وظل السؤال

هل اذا ما بدأ الانسان من زمن حقيقي فكيف له أن ينتقل

الي زمن تخيلي؟

فقد أكد اينشتاين أن الزمن ظاهرة محلية وأنه يجري وفقا لمعدلات

متفاوتة بالنسبة للمراقبين مختلفين في الكون وذلك اعتمادا

علي سرعة كل من هذين الراصدين. فمثلا لو أن هناك رائدي فضاء

يتحركان بسرعتين مختلفتين فان كلا منهما سوف يري الزمان

يمضي علي سكان سطح الارض بمعدل مختلف عما يراه الرائد

الآخر وبالتالي هذا يتناقض مع فكرة نيوتن حول كونية الزمن.

واستطاع أيضا اثبات أن الزمن يمضي ببطء نسبي في المواقع

ذات التجاذب القوي وفي المناطق شديدة التقوس والانحناء

في الكون. وقد استغل علماء العصر الحديث تلك النظرية التي

تؤكد علي امكانية ابطاء حركة الزمن.

ومن هذا انطلق الفيزيائي ريتشارد فينجان الذي أكد أن تفاعل

الجسيمات مع أضدادها تجعل احدها يتحرك للامام والآخر للوراء.

وفي حالة التقاء النقيضين فانهما يصطدمان ويفني كل منهما

الآخر. وبالتالي فان مضادات الجسيمات يمكنها أن تسير في

الزمن الي الوراء. وهذا ما تؤكده نظرية الانفجار العظيم والتي

تفترض أن مادة الكون كانت معبأة في حجم صغير للغاية يصعب

تصوره ثم حدث انفجار فانطلقت منه محتويات هذا الجسم وكونت

المجرات في الكون التي تقدر اعدادها بآلاف البلايين. والغريب أن

المجرات منذ 18 ألف مليون سنة وحتي اليوم تجري بعيدا عن بعضها

البعض في أرجاء الكون بسرعة عالية مما يؤدي الي تمدد الكون

واتساعه بصفة مستمرة. ولكن هذا يجعل العلماء في حيرة أكثر

وأمام سؤال خطير: هل سوف يستمر تمدد الكون واتساعه الي

ما لا نهاية؟ أم سيتراجع وينكمش علي نفسه؟ وهل للزمن بداية

أو أنه أزلي بلا بداية ولا نهاية؟ حتي وأن كانت الاحصائيات تشير

الي أن بداية الزمن منذ 18 ألف مليون سنة وهو عمر الكون.

وهناك الكثير من العقبات تقف أمام هذا الحلم لعل أهمها عامل

السرعة الذي لا يمكن تجاوزه وفقا لنظرية النسبية الخاصة اذ أن

تخطي سرعة الضوء يحتاج الي امداد الجسم بكمية غير متناهية

من الطاقة لتصل الي سرعة الضوء التي لا يستطيع أحد أن يدركها.

ومع ذلك فان بعض العلماء قد تخيلوا جسما تخيليا يدعي 'تاكيونات'

له مواصفات خاصة ولد بها ليتفوق علي سرعة الضوء. ويعتقد

العلماء أنه من الممكن أن يوجد مثل هذا الجسم في الاشعة

الكونية الاولية المحملة بقدر كبير من الطاقة. وحتي الآن ليس

هناك اجابة شافية علي ما اذا كانت بالفعل تلك الاشعة الكونية

تحمل في طياتها هذا الجسم التخيلي.

ويري عدة باحثين أن هناك العديد من المشاكل يجب حلها للتفكير

في رحلة الزمن وأهمها. ضرورة التعرف علي طبيعة الكون من

حيث الزمان والمكان وبخاصة نطاقهما الصغير الذي يقدر وفقا

لمقياس بلانك من 10 33 سنتيمترا. وضرورة الوصول الي

نظرية موحدة في الفيزياء تتضمن نظرية جاذبية الكم وهذا

بالفعل ما تحاوله الدول الاوروبية اليوم فمن المقرر اطلاق

قمر صناعي أوروبي، 'ليزا' عام 2012 لدراسة تلك النقطة.

والاهم من ذلك التوصل الي بناء انفاق الفضاء التي يمكن

استغلالها كمعابر للسفر في الزمن. وقد يكون ذلك باقتلاع

انفاق من الرغوة الكمية التي اشار اليها كيب ثورن أو بتمديد

الفراغ الزائف وهي حالة غير ثابتة من حالات المادة ذات طاقة

عالية والتي اشار اليها آلن جوث. اضافة الي التعرف علي خواص

المادة الغريبة وكيفية استخدامها في تبطين وتقوية جدران انفاق

الفضاء لتصبح قابلة للعبور والسفر فيها الي النجوم البعيدة. ولا

يعدو أمر السفر في الزمن مجرد حلم يراود كل شخص أمامه

مئات السنين ليتحقق.

ماهية الثقوب السوداء :***

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

هل الثقوب السوداء هي ثقوب فعلا ؟***

الثقوب السوداء ليست ثقوبا على الإطلاق وإنما نقيض ذلك بحيث إنها كتلة كبيرة انكمشت إلى حجم صغير جدا ذو كثافة عالية , وطبقا لنظرية اينشتاين , فان قوة الثقالة في جرم كالثقب الأسود تعد كبيرة جدا بحيث أنه يجب إليه كل من جاوره من مادة وضوء . والآن يمكننا تعريف الثقب الأسود ..

هو عبارة عن منطقة في الفضاء الزمكاني(الزمان+المكان) تكون فيها الجاذبية قوية جدا , بحيث لا يمكن أن ينفلت منها أي ضوء أو مادة أو إشارة من أي نـوع , وهذا إما يكون نتيجة انهيار نجوم عملاقة بعد أن تنتهي عملية التوازن بين الضغط والجاذبية نتيجة حرق المواد الخفيفة وتحولها لمواد ثقيلة كالحديد , وإما أن يكون نتيجة تمركز كتلة كبيرة جدا من عشرات النجوم في حيز صغير نسبيا في قلب المجرة .
************************************************** ************************************************** ************************************************** ***************
(( الثقوب السوداء ))

هي عبارة عن نجوم ثقيلة جداً. فالنجوم هي كائنات تمر بمرحلة الولادة ثم تكبر وتتطور ثم تأتي مرحلة الانهيار والموت، والثقب الأسود يمثل المرحلة الأخيرة. فعندما يكبر حجم النجم لدرجة هائلة تزداد الجاذبية لحدود عظيمة جداً، فيجذب إليه كل شيء حتى الضوء لا يستطيع الإفلات من حقل جاذبيته الفائقة.

لذلك نحن لا نتمكن من رؤية هذه الأجسام أبداً، لأنها شديدة الاختفاء. وهذا سبب تسميتها بالثقوب السوداء. وقد أخبرنا العلماء بأن هذه المخلوقات تسير وتجري في الكون بسرعات عالية، وتجذب إليها كل جسم يقترب منها. والآن لو طلبنا من علماء الفلك أن يعرِّفوا لنا هذه المخلوقات العجيبة تعريفاً علمياً مطابقاً لأحدث ما وصلوا إليه، فإنهم سيقولون:

1 الثقوب السوداء هي نجوم ثقيلة وشديدة الاختفاء فلا تمكن رؤيتها أبداً.

2 هذه المخلوقات تسير بسرعات كبيرة جداً تبلغ آلاف الكيلومترات في الثانية الواحدة.

3 الثقوب السوداء تجذب وتبتلع وتكنس كل ما تجده في طريقها كنساً.

والآن نأتي إلى القرآن الكريم:

هل من إشارة واضحة لهذه المخلوقات العظيمة؟ إن الله تعالى يُقسم بهذه المخلوقات على أن القرآن حقّ لا ريب فيه فيقول: (فلا أُقسم بالخُنّس * الجوارِ الكُنّس) [التكوير:15-16]، وتأمل عزيزي القارئ كلمات هذا البيان الإلهي وتدرِّجها ومدى مطابقتها لمعطيات العلم الحديث!

ف (الخُنّس): هي الأشياء التي لا تُرى أبداً. وهذه الكلمة من فعل (خَنَسَ) أي اختفى ولذلك سُمِّي الشيطان ب (الخنَّاس) أي الذي لا يُرى. و(الجوارِ): أي التي تجري وتسير، وهذه من كلمة (يجري) بحركة محددة. و(الكُنّس): من فعل (كَنَسَ) أي جَذَبَ إليه أي شيء قريب منه وضمَّه إليه بشدة، وهذا ما يحدث فعلاً في الثقب الأسود، وهذا ما تحدث عنه القرآن.

القرآن يتفوَّق على علماء الفلك

إن العلم يسمي هذه المخلوقات بالثقوب السوداء، وهذه التسمية غير دقيقة. فكلمة (ثقب) تعني الفراغ، وعلى العكس تماماً هذه النجوم ذات أوزان ثقيلة جداً. أما كلمة (أسود) فهي أيضاً غير صحيحة علميّاً، فهذه النجوم لا لونلها لأنها لا تُصدر أي أشعة مرئية.

لذلك فإن كلمة (الخُنَّسْ) هي الكلمة المعبِّرة تعبيراً دقيقاً عن حقيقة هذه المخلوقات. وكلمة (الكُنَّس) التي عبَّر بها القرآن قبل أربعة عشر قرناً عن حقيقة هذه النجوم، نجدها في آخر المقالات العلمية عن هذه المخلوقات! حتى إن العلماء يقولون عنها: (إنها تكنُسُ صفحة السماء)!

شكل (1) يمثل هذا الشكل انفجار نجم حيث يستنفد كل وقوده، ولذلك يبدأ تشكل الثقب الأسود، لأن الطاقة في هذا النجم لم تعد كافية لبقائه كنجم. وهذا ما يسبب انكماش النجم على نفسه وازدياد جاذبيته واختفائه، ولذلك فقد سمّى القرآن هذه الأجسام ب (الجوارِ الكُنَّس)، أي الأجسام التي تجري وتختفي وهذه التسمية دقيقة جداً من الناحية العلمية.

.
.

حقائق وأرقام

ولكي نأخذ فكرة عن ضخامة أوزان هذه المخلوقات فإن ثقباً أسوداً بوزن الأرض يكون قطره أقل من سنتمتر واحد فقط!! وثقب أسود بوزن الشمس سيكون قطره 3 كيلو متراً، فسبحان الله!

يزن الثقب الأسود وسطياً عشر مرات وزن الشمس! أي:

10000000000000000000000000000000 كيلو غرام، أي 1 وبجانبه 31 صفراً من الكيلوغرامات. إن قطر هذا الثقب سيكون بحدود 30 كيلو متر فقط.

هنالك ثقوب سوداء فائقة تتواجد في قلب مجرتنا والمجرات الأخرى ويزن الواحد منها مليون مرة وزن الشمس.

كيف استطاع العلماء رؤية هذه المخلوقات؟

هذا سؤال حيَّر الباحثين طوال السنوات القليلة الماضية، كيف يمكن رؤية ثقب أسود وهو لا يصدر أي أشعة ضوئية ؟ فقد برزت فكرة عند أحد الباحثين وهي أن الثقب الأسود له حجم معين، وهو يسير في أرجاء الفضاء الكوني، ولا بُدَّ أنه سيمرُّ أمام نجم ما فيحجب عنا ضوءه كما يحدث أثناء مرور القمر أمام الشمس فيحجب عنا ضوءها.

وأثناء مراقبة هذا العالم الطويلة لمجموعة من النجوم وإذ بأحد هذه النجوم يختفي ضوؤه فجأة ثم يظهر بعد ذلك. وعندما عرض هذه الصورة على علماء الفلك أجمعوا على أن ضوء هذا النجم قد اختفى بسبب مرور ثقب أسود مما أدّى إلى حجب الأشعة الضوئية الصادرة من ذلك النجم وذلك لفترة من الزمن ثم عودة النجم للظهور من جديد.

شكل (2) إذا تخيلنا أن الأرض والتي يبلغ قطرها أكثر من 13 ألف كيلو متراً قد تحولت إلى ثقب أسود فسيصبح قطرها 3 سنتمتر فقط!! فتخيل معي كم سيكون وزن هذا الثقب، وكم ستكون قوة جاذبيته، ولذلك حتى الضوء لن يفلت منه بل سيجذبه بشكل كامل. إن ثقباً كهذا سيبتلع أي شيء يقترب منه كالمكنسة التي تكنس في الفضاء. ولذلك سمّاها القرآن (الكُنّس)، فتأمل دقة هذا التعبير القرآني، هل هو من صنع بشر؟ أم هو كلام خالق البشر وخالق هذه الثقوب؟

لقد أثبتت هذه التجربة وجود هذه الأجسام في الفضاء وأثبتت حركتها، كما أثبتت ومن نظرية الاحتمالات أن عدد هذه الثقوب السوداء يقدر بالملايين بل بآلاف الملايين! وسبحان الخالق العظيم! أليس هذا تطابقاً تاماً مع العلم الحديث؟ في ثلاث كلمات نجد حقيقة علمية استغرق اكتشافها سنوات طويلة، وجاء القرآن الكريم قبل أربعة عشر قرناً ليتحدَّث عنها بمنتهى الدقة والوضوح، أليست هذه معجزة قرآنية تشهد على صدق كتاب الله تعالى في العصر الحديث؟يقول تعالى: (سَنُرِيهِمْ آَيَاتِنَا فِي الْآَفَاقِ وَفِي أَنْفُسِهِمْ حَتَّى يَتَبَيَّنَ لَهُمْ أَنَّهُ الْحَقُّ أَوَلَمْ يَكْفِ بِرَبِّكَ أَنَّهُ عَلَى كُلِّ شَيْءٍ شَهِيدٌ) [فصلت: 53].

المراجع

1- القرآن الكريم.

2- تفسير ابن كثير.

3- بحث للدكتور زغلول النجار حول الثقوب السوداء.

4- معجم لسان العرب.
.
.

مع التحية ..