تعتبر الثقوب السوداء واحدة من أبرز الظواهر الغامضة في الفضاء، حيث تتميز بقوة جاذبيتها وكثافتها العالية. وقد تم استخدام هذا المصطلح من قبل العالم الأمريكي جون ويلر.
أين تقع الثقوب السوداء؟
يجيب العلماء عن سؤال “أين تقع الثقوب السوداء؟” من خلال اكتشاف وجود ثقب أسود عملاق:
- يقع هذا الثقب في مركز النظام الشمسي، المعروف باسم Sagittarius A.
- وصف العلماء هذا الثقب بأنه يمثل كتلة مظلمة ضخمة تتمتع بقوة جاذبية هائلة تؤثر على الأجسام المحيطة بها.
- نظرًا للطبيعة المعقدة لهذه الثقوب، فإن من الصعب دراستها بشكل مباشر؛ لذا يعتمد العلماء على تفسيرات غير مباشرة.
- استُخدمت نماذج المحاكاة لدراسة مجرة درب التبانة من خلال مراقبة سلوك النجوم، خاصة عند اقترابها من المادة المركزية للثقب الأسود.
- هذا الاقتراب يوفر فهمًا أفضل لطبيعة الثقوب السوداء.
يمكنك أيضًا معرفة المزيد عن:
ما هي الثقوب السوداء؟
تُعرف الثقوب السوداء بأنها أجسام ذات جاذبية قوية تمنع الضوء من الخروج منها:
- تعود هذه الجاذبية الهائلة إلى وجود مادة مضغوطة في منطقة صغيرة جداً.
- تظهر هذه الظاهرة غالباً في النجوم التي تمر بمرحلة الاحتضار وتقترب من نهايتها.
- لا يمكن للبشر رؤية هذه الثقوب نظرًا لطبيعتها غير المرئية؛ لذا تظهر الحاجة إلى استخدام تلسكوبات فضائية مزودة بأدوات خاصة لاكتشافها.
- تُعتبر الثقوب السوداء من الظواهر الغريبة وبدت كفكرة مبتكرة طُورت في عام 1916 بواسطة نظرية النسبية لألبرت أينشتاين.
- تم التحقق من وجودها فعليًا لأول مرة في عام 1971.
- كما تم تسجيل أول صورة لها في عام 2019.
أنواع الثقوب السوداء
إضافة إلى تحديد مواقع الثقوب السوداء، يمكن تصنيفها إلى أربعة أنواع رئيسية:
- الثقوب السوداء ذات الكتلة الهائلة وتعتبر من أكبر الأنواع، حيث لا يمكن قياس حجمها بدقة.
- توجد هذه الثقوب في مركز أكبر المجرات.
- توجد الثقوب السوداء متوسطة الكتلة، والتي تُعرف بأنها ثقوب ذات كتلة تتراوح بين 100 و 1,000,000 كتلة شمسية.
- ورغم وجود هذا النوع، إلا أن أبعادها لم تثبت بالكامل بعد.
- يتم التعرف عليها بشكل غير مباشر من خلال مراقبة مواقع النجوم.
- تشمل الثقوب السوداء النجمية، الناتجة عن انهيار النجوم الضخمة، والتي تتراوح كتلتها بين 5 و 100 كتلة شمسية.
- يمكن اكتشاف هذه الثقوب من خلال فيض أشعة غاما أو انفجارات نوفا.
- تُعرف عادةً بأنها نتيجتين لانهيارات.
- توجد أيضًا الثقوب السوداء الميكانيكية أو الصغيرة، التي تم تقديمها كفكرة علمية حديثة في عام 1971م.
- تم اكتشافها على يد الفيزيائي الفلكي ستيفن هوكينغ.
يمكنك الاطلاع على:
كيف تتشكل الثقوب السوداء؟
تعتمد عملية تكوين الثقوب السوداء على النوع المُكتشف في الكون كما يلي:
- تتشكل الثقوب ذات الكتلة الهائلة نتيجة اندماج مئات أو آلاف الثقوب الصغيرة.
- يمكن أن تنشأ أيضًا بسبب تراكم الغاز وتشكيل كتلة ضخمة.
- وفي بعض الحالات، تحدث نتيجة انهيار الكتل النجمية المتساقطة في وقت واحد.
- أيضًا، يمكن أن تظهر نتيجة لتجمع كميات كبيرة من المادة المظلمة.
- بمجرد تكوينها، تبدأ في جمع الغبار والغاز الذي يُساهم في زيادة حجمها.
- تظهر الثقوب متوسطة الكتلة في حالة اصطفاف النجوم في تجمع، مما يؤدي إلى تفاعل تسلسلي.
- تتجمع الكائنات الحية الدقيقة في تلك المنطقة مركزيًا، مما يؤدي إلى تشكيل الثقب الأسود.
- تتكون الثقوب النجمية نتيجة انهيار نجم ضخم بفعل الانضغاط الشديد.
- كما قد تحدث كنتيجة لانهيار نجوم صغيرة نسبيًا ولكن ذات كثافة عالية.
أبرز مكونات الثقوب السوداء
بعد ما تم توضيحه بشأن مواقع الثقوب السوداء، نقدم الآن تفصيلًا لأبرز مكوناتها:
- أول الأجزاء هو أفق الحدث، المنطقة المحيطة بالثقب الأسود، التي تمنحه سمات خاصة.
- تُعتبر هي الحدود التي تمر من خلالها المادة بالإضافة إلى الإشعاعات الكهرومغناطيسية.
- يدخل هذا الإشعاع إلى الكتلة دون احتمال للخروج منها.
- كما يوجد مركز الثقب أو ما يُعرف بعين الثقب، وهي المنطقة التي تتمتع بانحناء مطلق دون أي حدود.
- توجد أيضًا كرة الفوتون، التي تمثل الحدود الكروية التي تتحرك الفوتونات خلالها عموديًا.
- نتيجة لذلك، تُحاصر الفوتونات في مدارات بيضاوية تتناسب مع شكل الثقب الأسود.
- تظهر طبقة الإرغوسفير، التي تمكّن الأشياء من الحركة بداخلها، وتسمى سحب الإطار.
- هذه الطبقة تحيط بأفق الحدث.
- إضافة إلى المدار الدائري، الذي يسمح للجسيمات بالدوران باستقرار على مسافات مختلفة حول الجسم المركزي.
أقرب الثقوب السوداء إلى الأرض
بالإضافة إلى تحديد موقع الثقوب السوداء، نتحدث عن أقرب هذه الثقوب إلى كوكب الأرض:
- يبعد ثقب V616 Monocerotis، المعروف باسم A0620-00، عن الأرض بمسافة 3500 سنة ضوئية.
- يبتعد ثقب الدجاجة، أو Cygnus X-1، عن الأرض حوالي 6000 سنة ضوئية.
- ويتواجد Thقب V404 Cygni عند مسافة تصل إلى 7800 سنة ضوئية.
- يقع ثقب GRO J0422+32 بعيدًا عن الأرض بمسافة تقريبية تصل إلى 11000 سنة ضوئية.
- كما يبتعد الثقب الرامي، أو A* Sagittarius، حوالي 25640 سنة ضوئية عن الأرض.
- يبعد ثقب 47 Tuc X9 عن الأرض بمسافة 17800 سنة ضوئية.
- يتواجد ثقب XTE J1118+480 في نطاق يتراوح بين 5000 و 11000 سنة ضوئية.
- وأخيرًا، يبتعد ثقب GS2000+25 عن الأرض بمسافة تصل إلى 8800 سنة ضوئية.
حقائق مثيرة حول الثقوب السوداء
اكتشف العلماء العديد من الحقائق المدهشة المتعلقة بالثقوب السوداء، منها:
- تم اكتشاف الثقوب السوداء عبر الأشعة السينية.
- تسبب هذه الثقوب في إبطاء الزمن.
- توجد الثقوب السوداء في جميع أرجاء مجرة درب التبانة.
- تُعتبر الثقوب النجمية الأكثر شيوعًا وكتلتها تصل حتى 20 ضعف كتلة الشمس.
- تُسحب الفضاء المحيط بها كلما زادت في الحجم، مما يؤدي إلى غرق عميق.
