تاريخ اكتشاف الثقوب السوداء وتكونها وخصائصها

تعد الثقوب السوداء أحد أكبر الغاز الفيزياء الفلكية منذ ان تحدث عنها الالماني اينشتين في نظريته النسبية العامة عام 1916، والتي اشار فيها الى ان الضوء المار بالقرب من كتلة كونية كبيرة سيعاني من انحناء في مساره.

وقد تأكد قوله هذا في عام 1919 عندما تم رصد النجوم الواقعة خلف الشمس اثناء كسوفها الكلي ثم مقارنتها بمواقعها بعد ستة اشهر ليظهر ان ثمة انحناء حقيقيا في مسارها قد حصل.

وما ان تم اكتشاف اول هذه الثقوب في عام 1965 باستقبال كميات كبيرة من الاشعة السينية قادمة من ناحية النجم X1 Cygnus في كوكبة الدجاجة احدى المجموعات النجمية السماوية، حتى اخذت جهود العلماء تتركز على البحث عن مثل هذه الاجرام، فما هي الثقوب السوداء؟

الثقوب السوداء هي احد اشكال نهاية حياة النجوم. فبعد انتهاء الوقود الهيدروجيني الذي يعد طاقة النجوم الرئيسية وتحوله الى هيليوم ومن ثم الى عناصر اخرى. فانها تموت جميعا على شكل انفجار مدو يدعى السوبر نوفا او المستعراتِ العظمى ، وبسبب اختلاف كتل النجوم مقارنة بكتلة الشمس، فان نهاية النجم تكون على اشكال هي القزم الابيض او النجم النيوترونى او الثقب الاسود.

فالقزم الابيض ينتج عن نجوم بكتلة شمسنا او اقل منها (فستنتهي شمسنا على شكل قزم ابيض ولكن بعد خمسة مليارات سنة ) والنجم النيوتروني ينتج عن نجوم اكبر من كتلة شمسنا بثلاث مرات فقط، ثم اذا ما فاقت كتلة النجم المنهار على نفسه تلك القيمة، فانه يتحول الى ثقب اسود.

خصائص الثقب الاسود

سمي الثقب الاسود بهذا الاسم لأنه قادر على ابتلاع كل شيء يقترب منه الى غير رجعة، وحتى الضوء ذو السرعة الهائلة لا يستطيع الهرب منه، وإذا لم يخرج ضوء من جسم فان هذا الجسم يكون بلا شك أسود.

وللثقب الاسود قطر يدعى افق الحدث، وهو الحاجز بين الكون المعروف واللا معروف الذي يحيط بالثقب الأسود ويعتمد قطره على كتلة الثقب الأسود وهو المكان الذي تبعث منه المادة الساقطة داخل الثقب الاسود آخر نداءات الاستغاثة، تبعثها على شكل اشعة سينية لكنها ما ان تصلنا حتى تكون المادة قد اصبحت جزءا من الثقب الاسود الى غير علم بها بعد ذلك.

ويملك الثقب الاسود الكتلة والجاذبية نفسهما اللتين كانتا لديه قبل انهياره، وهذا يعني بان الشمس لو تحولت الى ثقب اسود فلن يغير ذلك من نظامنا الشمسى شيئا لان الكواكب ستستمر بالدوران حول الشمس كما لو كانت موجودة، لكنها بلا نور.

عملاق مجرتنا

كان خبر اكتشاف ثقب اسود عملاق في مركز مجرتنا خبراً مذهلاً للكثيرين ممن عرفوا ماهية الثقوب السوداء، ورغم ان هذا الاكتشاف قديم الا ان دلائله لم تكن اكيدة كهذه المرة التي جاء بها القمر الصناعي الخاص بالاشعة السينية (تشاندر Chandra ) ليؤكده بعد التقاطه لوهج عظيم من الاشعة السينية قادم من ناحية مركز المجرة اثناء رصده لاحد مصادر الاشعة الراديوية (وهو النجم A* في برج الرامي) الذي يعتقد انه مرافق للثقب الاسود، ففى غضون دقائق معدودة اصبح النجم المذكور المع بالاشعة السينية بـ 45 مرة ثم خفت الى نسبة الخمس تقريبا في حوالي عشر دقائق فقط، مما دل على ان قطر منطقة الاشعاع لا يتجاوز قطر الثقب الاسود بأكثر من عشرين مرة اي حوالي المسافة بين الشمس والارض، ولتكون كتلة الثقب الأسود المكتشف تعادل مليونين وست مائة الف كتلة شمسية مركزة في بقعة ضئيلة من مجرتنا.

وليست مجرتنا هى الاولى التى اكتشفت فيها ثقوب سوداء، فقد سبقتها مجرات اخرى كثيرة المجرة M82 والمجرة العملاقة M87وغيرهما الكثير.

النجوم والثقوب السوداء

يعتقد العلماء بأن الثقوب السوداء على ثلاثة اشكال منها العملاق كما في مراكز المجرات، ومنها ثقوب نهاية النجوم ومنها ثقوب اقزام نشأت مع نشأة الكون، ومن النجوم التي يتوقع ان تصبح ثقوبا سوداء نجم يد الجوزاء ونجم رجل الجبار ونجم سهيل والنجم القطبي.

ولو اصبحت شمسنا في يوم ما ثقبا أسود ( ولن تفعل ) لأصبح قطرها ستة كيلومترات فقط، ولو تحولت الأرض الى ثقب اسود لأصبح قطرها 1.8 سنتيمتر فقط لكنها ستبقى نفس كتلتها وجاذبيتها، فكم سيصبح حجم انسان يتحول الى ثقب أسود ؟

هاني الضليع
الجمعية الفلكية الاردنية