مفهوم الثقب الأسود معروف للجميع - من أطفال المدارس إلى كبار السن ، ويستخدم في الأدب العلمي والخيال ، وفي وسائل الإعلام الصفراء وفي المؤتمرات العلمية. لكن لا يعرف الجميع بالضبط ما هي هذه الثقوب.
من تاريخ الثقوب السوداء
1783طرح العالم الإنجليزي جون ميشيل الفرضية الأولى لوجود ظاهرة مثل الثقب الأسود في عام 1783. في نظريته ، جمع بين إبداعي نيوتن - البصريات والميكانيكا. كانت فكرة ميشيل كما يلي: إذا كان الضوء عبارة عن تيار من الجسيمات الصغيرة ، إذن ، مثل جميع الأجسام الأخرى ، يجب أن تختبر الجسيمات جاذبية مجال الجاذبية. اتضح أنه كلما زاد حجم النجم ، زادت صعوبة مقاومة الضوء لجاذبيته. بعد 13 عامًا من ميشيل ، طرح عالم الفلك وعالم الرياضيات الفرنسي لابلاس (على الأرجح بشكل مستقل عن نظيره البريطاني) نظرية مماثلة.
1915ومع ذلك ، ظلت جميع أعمالهم مجهولة حتى بداية القرن العشرين. في عام 1915 ، نشر ألبرت أينشتاين النظرية العامة للنسبية وأظهر أن الجاذبية هي انحناء للزمكان بسبب المادة ، وبعد بضعة أشهر ، استخدمها عالم الفلك الألماني والفيزيائي النظري كارل شوارزشيلد لحل مشكلة فلكية محددة. استكشف هيكل الزمكان المنحني حول الشمس وأعاد اكتشاف ظاهرة الثقوب السوداء.
(صاغ جون ويلر مصطلح "الثقوب السوداء")
1967حدد الفيزيائي الأمريكي جون ويلر مساحة يمكن تجعيدها ، مثل قطعة من الورق ، إلى نقطة متناهية الصغر وسمَّى مصطلح "الثقب الأسود".
1974أثبت الفيزيائي البريطاني ستيفن هوكينج أن الثقوب السوداء ، على الرغم من أنها تبتلع المادة دون رجوع ، يمكن أن تصدر إشعاعات وتتبخر في النهاية. هذه الظاهرة تسمى "إشعاع هوكينغ".
2013أحدث الأبحاث حول النجوم النابضة والكوازارات ، بالإضافة إلى اكتشاف إشعاع الخلفية الكونية الميكروي ، أتاح أخيرًا وصف مفهوم الثقوب السوداء. في عام 2013 ، اقتربت سحابة الغاز G2 كثيرًا من الثقب الأسود ومن المرجح أن تمتصها ، وتوفر مراقبة العملية الفريدة فرصًا كبيرة لاكتشافات جديدة لميزات الثقوب السوداء.
(جسم ضخم القوس A * ، كتلته أكبر بـ 4 ملايين مرة من الشمس ، مما يدل على وجود مجموعة من النجوم وتشكيل ثقب أسود)
2017. قامت مجموعة من العلماء من Event Horizon Telescope بالتعاون من عدة دول ، بربط ثمانية تلسكوبات من نقاط مختلفة من قارات الأرض ، بأرصاد ثقب أسود ، وهو جسم فائق الكتلة ويقع في مجرة M87 ، كوكبة العذراء. كتلة الجسم هي 6.5 مليار (!) كتلة شمسية ، مرات أكبر من الجسم الهائل القوس A * ، للمقارنة ، القطر أقل بقليل من المسافة من الشمس إلى بلوتو.
تم تنفيذ الملاحظات على عدة مراحل ، ابتداءً من ربيع عام 2017 وخلال فترات عام 2018. تم حساب كمية المعلومات بالبيتابايت ، والتي كان لا بد من فك شفرتها بعد ذلك والحصول على صورة حقيقية لكائن بعيد جدًا. لذلك ، استغرق الأمر عامين كاملين آخرين لإجراء مسح ضوئي مسبق لجميع البيانات ودمجها في كل واحد.
2019تم فك تشفير البيانات وعرضها بنجاح ، مما أدى إلى إنتاج أول صورة على الإطلاق لثقب أسود.
(أول صورة على الإطلاق لثقب أسود في مجرة M87 في كوكبة العذراء)
تسمح لك دقة الصورة برؤية ظل نقطة اللاعودة في وسط الكائن. تم الحصول على الصورة نتيجة ملاحظات قياس التداخل بخط أساس طويل جدًا. هذه هي ما يسمى بالرصدات المتزامنة لجسم واحد من عدة تلسكوبات راديوية ، متصلة ببعضها بشبكة وتقع في أجزاء مختلفة من الكرة الأرضية ، موجهة في اتجاه واحد.
ما هي الثقوب السوداء حقا؟
يبدو التفسير المقتضب للظاهرة هكذا.
الثقب الأسود هو منطقة زمكان يكون جاذبيتها قوية جدًا بحيث لا يمكن لأي جسم ، بما في ذلك الكميات الخفيفة ، أن يتركها.
كان الثقب الأسود يومًا ما نجمًا ضخمًا. طالما أن التفاعلات النووية الحرارية تحافظ على ضغط مرتفع في أمعائها ، يظل كل شيء طبيعيًا. لكن بمرور الوقت ، ينضب إمداد الطاقة ويبدأ الجسم السماوي ، تحت تأثير جاذبيته ، في الانكماش. المرحلة الأخيرة من هذه العملية هي انهيار النواة وتشكيل ثقب أسود.
- 1. طرد ثقب أسود نفاث بسرعة عالية
- 2. قرص من المادة ينمو في ثقب أسود
- 3. الثقب الأسود
- 4. مخطط تفصيلي لمنطقة الثقب الأسود
- 5. حجم الملاحظات الجديدة التي تم العثور عليها
تقول النظرية الأكثر شيوعًا أن هناك ظواهر مماثلة في كل مجرة ، بما في ذلك في مركز مجرتنا درب التبانة. الجاذبية الهائلة للفتحة قادرة على الاحتفاظ بعدة مجرات حولها ، مما يمنعها من الابتعاد عن بعضها البعض. يمكن أن تكون "منطقة التغطية" مختلفة ، كل هذا يتوقف على كتلة النجم الذي تحول إلى ثقب أسود ، ويمكن أن يصل إلى آلاف السنين الضوئية.
نصف قطر شوارزشيلد
الخاصية الرئيسية للثقب الأسود هي أن أي مادة تدخل إليه لا يمكن أن تعود أبدًا. الأمر نفسه ينطبق على الضوء. في جوهرها ، الثقوب عبارة عن أجسام تمتص تمامًا كل الضوء الذي يسقط عليها ولا تنبعث منها بنفسها. يمكن أن تظهر هذه الأشياء بصريًا على شكل جلطات من الظلام المطلق.
- 1. تحريك المادة بنصف سرعة الضوء
- 2. حلقة الفوتون
- 3. حلقة الفوتون الداخلية
- 4. أفق الحدث في الثقب الأسود
استنادًا إلى نظرية النسبية العامة لأينشتاين ، إذا اقترب الجسم من مسافة حرجة من مركز الثقب ، فلن يعود بإمكانه العودة. تسمى هذه المسافة نصف قطر شفارتزشيلد. ما يحدث بالضبط داخل هذا النطاق غير معروف على وجه اليقين ، ولكن هناك النظرية الأكثر شيوعًا. يُعتقد أن كل مادة الثقب الأسود تتركز في نقطة صغيرة جدًا ، وفي وسطها يوجد جسم بكثافة غير محدودة ، وهو ما يسميه العلماء اضطرابًا منفردًا.
كيف تسقط في الثقب الأسود
(في الصورة ، يبدو الثقب الأسود لـ Sagittarius A * مثل مجموعة ساطعة للغاية من الضوء)
منذ وقت ليس ببعيد ، في عام 2011 ، اكتشف العلماء سحابة غازية ، وأطلق عليها اسمًا بسيطًا G2 ، والتي تصدر ضوءًا غير عادي. يمكن أن يؤدي هذا التوهج إلى حدوث احتكاك في الغاز والغبار ، الناجم عن عمل الثقب الأسود القوس A * والذي يدور حوله في شكل قرص تراكم. وهكذا ، أصبحنا مراقبين للظاهرة المذهلة المتمثلة في امتصاص ثقب أسود هائل لسحابة غازية.
وفقًا للدراسات الحديثة ، سيحدث أقرب نهج للثقب الأسود في مارس 2014. يمكننا إعادة إنشاء صورة لكيفية حدوث هذا المشهد المثير.
- 1. عندما تظهر لأول مرة في البيانات ، تشبه سحابة الغاز كرة ضخمة من الغاز والغبار.
- 2. الآن ، اعتبارًا من يونيو 2013 ، أصبحت السحابة على بعد عشرات المليارات من الكيلومترات من الثقب الأسود. تسقط فيه بسرعة 2500 كم / ثانية.
- 3. من المتوقع أن تمر السحابة بالثقب الأسود ، لكن قوى المد والجزر الناتجة عن الاختلاف في الجذب المؤثر على الحواف الأمامية والخلفية للسحابة ستؤدي إلى استطالة السحابة أكثر فأكثر.
- 4. بعد كسر السحابة ، من المرجح أن ينضم معظمها إلى قرص التراكم حول القوس A * ، مما يولد موجات صدمة فيه. سترتفع درجة الحرارة إلى عدة ملايين من درجات الحرارة.
- 5. جزء من السحابة سوف يسقط مباشرة في الثقب الأسود. لا أحد يعرف بالضبط ما سيحدث لهذه المادة ، لكن من المتوقع أنه أثناء عملية السقوط ستصدر تيارات قوية من الأشعة السينية ، ولن يراها أحد.
فيديو: الثقب الأسود يبتلع سحابة غازية
(محاكاة الكمبيوتر لمقدار سحابة الغاز G2 التي سيتم تدميرها واستهلاكها بواسطة الثقب الأسود Sagittarius A *)
ماذا يوجد داخل الثقب الأسود
هناك نظرية تدعي أن الثقب الأسود بداخله فارغ عمليًا ، وكل كتلته تتركز في نقطة صغيرة جدًا تقع في مركزه - التفرد.
وفقًا لنظرية أخرى كانت موجودة منذ نصف قرن ، فإن كل ما يقع في الثقب الأسود يذهب إلى كون آخر يقع في الثقب الأسود نفسه. الآن هذه النظرية ليست هي النظرية الرئيسية.
وهناك نظرية ثالثة ، أكثر حداثة وثباتًا ، والتي بموجبها يذوب كل شيء يقع في الثقب الأسود في اهتزازات الأوتار على سطحه ، والتي تم تحديدها على أنها أفق الحدث.
إذن ما هو أفق الحدث؟ من المستحيل النظر داخل ثقب أسود حتى باستخدام تلسكوب فائق القوة ، لأنه حتى الضوء ، الذي يدخل داخل قمع كوني عملاق ، ليس لديه فرصة للظهور مرة أخرى. كل ما يمكن اعتباره بطريقة أو بأخرى يقع في محيطه المباشر.
أفق الحدث هو خط مشروط للسطح لا يمكن أن يهرب منه أي شيء (لا غاز ولا غبار ولا نجوم ولا ضوء). وهذه هي النقطة الغامضة للغاية المتمثلة في اللاعودة في الثقوب السوداء للكون.
تم إعداد المادة بواسطة محرري InoSMI خصيصًا لقسم RIA Science >>
مايكل فينكل
لنعد عقارب الساعة إلى الوراء. قبل الإنسان ، قبل الأرض ، قبل اشتعال الشمس ، قبل ولادة المجرات ، قبل أن يضيء الضوء ، كان هناك "انفجار كبير". حدث ذلك قبل 13.8 مليار سنة.
المستعرات الأعظمية زرعت الفضاء بالعناصر الثقيلة في بدايات الكونقام العلماء باستخدام تلسكوب Suzaku الفضائي للأشعة السينية الياباني بالتحقيق في توزيع الحديد في مجموعة مجرات Perseus ، التي تقع على بعد 250 مليون سنة ضوئية.لكن ماذا حدث قبل ذلك؟ يقول العديد من الفيزيائيين إن "قبل هذا" غير موجود. يجادلون بأن الوقت بدأ العد التنازلي في لحظة "الانفجار العظيم" ، معتقدين أن كل ما كان موجودًا من قبل ليس ضمن نطاق العلم. لن نفهم أبدًا كيف كانت الحقيقة قبل الانفجار العظيم ، وما تشكلت منه ولماذا حدث لتكوين كوننا. مثل هذه الأفكار تتجاوز الفهم البشري.
لكن بعض العلماء غير التقليديين يختلفون في الرأي. يبني هؤلاء الفيزيائيون نظريات أنه في اللحظة التي سبقت "الانفجار العظيم" ، تم ضغط كل كتلة وطاقة الكون الناشئ في حبة واحدة كثيفة بشكل لا يصدق ، ولكن بحدودها الخاصة. لنسميها بذرة الكون الجديد.
إنهم يعتقدون أن هذه البذرة كانت صغيرة بشكل لا يمكن تصوره ، وربما كانت أصغر تريليونات المرات من أي جسيم يمكن لأي شخص ملاحظته. ومع ذلك ، أعطى هذا الجسيم قوة دفع لظهور جميع الجسيمات الأخرى ، ناهيك عن المجرات والنظام الشمسي والكواكب والأشخاص.
إذا كنت تريد حقًا تسمية شيء ما بأنه جزء من الله ، فإن هذه البذرة مثالية لهذا الاسم.
فكيف نشأت هذه البذرة؟ تم طرح فكرة واحدة قبل بضع سنوات من قبل نيكوديم بوبلاوسكي ، الذي يعمل في جامعة نيو هافن. وهو يتألف من حقيقة أن بذرة كوننا قد صُنعت في الفرن الأولي ، الذي صنعه الثقب الأسود من أجله.
تكاثر الأكوان المتعددة
قبل أن نذهب إلى أبعد من ذلك ، من المهم أن نفهم أنه على مدار العشرين عامًا الماضية ، أصبح العديد من علماء الفيزياء النظرية يعتقدون أن كوننا ليس هو الكون الوحيد. قد نكون جزءًا من كون متعدد ، يمثل عددًا كبيرًا من الأكوان المنفصلة ، كل منها عبارة عن كرة مضيئة في سماء الليل الحقيقية.
هناك الكثير من الجدل حول كيفية ارتباط كون ما بآخر ، وما إذا كانت هناك مثل هذه المجموعة على الإطلاق. لكن كل هذه الخلافات هي مجرد تخمينات ، والحقيقة لا يمكن إثباتها. لكن هناك فكرة واحدة جذابة ، وهي أن بذرة الكون تشبه بذرة النبات. هذه قطعة من المادة الأساسية ، مضغوطة بإحكام ومخبأة داخل غلاف واقي.
هذا يفسر بالضبط ما يحدث داخل الثقب الأسود. الثقوب السوداء هي جثث النجوم العملاقة. عندما ينفد وقود مثل هذا النجم ، ينهار جوهره. قوة الجاذبية تسحب كل شيء معًا بقوة لا تصدق ومتنامية باستمرار. تصل درجة الحرارة إلى 100 مليار درجة. انهيار الذرات. الإلكترونات ممزقة إلى أشلاء. ثم يتم ضغط هذه الكتلة أكثر.
عند هذه النقطة يتحول النجم إلى ثقب أسود. هذا يعني أن قوتها الجذابة ضخمة جدًا لدرجة أنه لا يمكن حتى لشعاع الضوء الهروب منها. يُطلق على الحد الفاصل بين الثقب الأسود وداخله اسم أفق الحدث. في مركز كل مجرة تقريبًا ، بما في ذلك مجرتنا درب التبانة ، يكتشف العلماء ثقوبًا سوداء هائلة ، أكبر بملايين المرات من شمسنا.
أسئلة لا نهاية لها
إذا كنت تستخدم نظرية أينشتاين لتحديد ما يحدث في قاع الثقب الأسود ، يمكنك حساب نقطة ذات كثافة غير محدودة وحجم متناهٍ في الصغر. هذا المفهوم الافتراضي يسمى التفرد. لكن في الطبيعة ، اللانهاية عادة غير موجودة. تكمن المشكلة في نظريات أينشتاين ، التي توفر حسابات ممتازة لكثير من الفضاء الخارجي ، لكنها تنهار أمام قوى لا تصدق ، مثل تلك الموجودة داخل الثقب الأسود ، أو تلك الموجودة عند ولادة الكون.
يقول الفيزيائيون مثل دكتور بوبلافسكي إن المادة الموجودة داخل الثقب الأسود تصل بالفعل إلى نقطة لا يمكن فيها عصرها بعد الآن. هذه "البذرة" صغيرة بشكل لا يصدق ، حيث يصل وزنها إلى مليار نجم. لكن على عكس التفرد ، فهو حقيقي تمامًا.
وفقًا لبوبلافسكي ، تتوقف عملية الانكماش بسبب دوران الثقوب السوداء. إنها تدور بسرعة كبيرة ، وربما تصل إلى سرعة الضوء. وهذا الالتواء يعطي البذور المضغوطة دوران محوري مذهل. البذرة ليست صغيرة وثقيلة فقط ؛ كما أنها ملتوية ومضغوطة ، مثل نبع ذلك الشيطان من صندوق السعوط.
العلماء يقيسون المجال المغناطيسي لثقب أسود في مركز المجرة لأول مرةيقع الثقب الأسود الهائل Sgr A * في وسط مجرتنا. في وقت سابق ، اكتشف علماء الفلك النجم النابض الراديوي PSR J1745-2900 في مركز مجرتنا. استخدموا الإشعاع المنبعث منه لقياس قوة المجال المغناطيسي للثقب الأسود.بعبارة أخرى ، من الممكن تمامًا أن يكون الثقب الأسود نفقًا ، "بابًا في اتجاه واحد" بين كونين ، كما يقول بوبلافسكي. وهذا يعني أنك إذا وقعت في ثقب أسود في وسط مجرة درب التبانة ، فمن المحتمل تمامًا أنك ستجد نفسك في النهاية في كون آخر (حسنًا ، إن لم تكن أنت ، فسيتحول جسمك إلى جزيئات صغيرة) . هذا الكون الآخر ليس داخل كوننا. الثقب هو مجرد رابط متصل ، مثل جذر مشترك ينمو منه اثنان من الحور.
ماذا عننا جميعًا في كوننا؟ قد نكون نتاج كون آخر أقدم. دعنا نسميها كوننا الصحيح. تلك البذرة التي شكلها الكون الأم داخل الثقب الأسود ربما تكون قد ارتدت بشكل كبير قبل 13.8 مليار سنة ، وعلى الرغم من أن كوننا يتوسع بسرعة منذ ذلك الحين ، فقد لا نزال خارج أفق الحدث للثقب الأسود.
ملخص عن الموضوع:
"ثقوب الكون السوداء"
فلاديفوستوك
2000
محتوى:
الثقوب السوداء في الكون _____________________________3
الفرضيات والمفارقات _______________________________6
الخلاصة _______________________________________ 14
قائمة المراجع _________________15
الثقوب السوداء في الكون
بدت هذه الظاهرة وكأنها تحتوي على الكثير من الأشياء التي لا يمكن تفسيرها ، والتي تكاد تكون غامضة ، لدرجة أن ألبرت أينشتاين ، الذي أدت نظرياته في الواقع إلى ظهور فكرة الثقوب السوداء ، لم يؤمن هو نفسه بوجودها. اليوم ، يزداد اقتناع علماء الفيزياء الفلكية بأن الثقوب السوداء حقيقة واقعة.
تظهر الحسابات الرياضية أن هناك عمالقة غير مرئيين. قبل أربع سنوات ، وجه فريق من علماء الفلك الأمريكيين واليابانيين تلسكوبهم نحو كوكبة Canes Venatici ، نحو السديم الحلزوني M106 الموجود هناك. هذه المجرة تبعد عنا 20 مليون سنة ضوئية ، لكن يمكن رؤيتها حتى باستخدام تلسكوب هواة. يعتقد الكثيرون أنها مماثلة لآلاف المجرات الأخرى. بعد دراسة متأنية ، اتضح أن السديم M106 له ميزة نادرة - يوجد في جزئه المركزي مولد كمي طبيعي - مازر. وهي عبارة عن غيوم غازية تُصدر فيها الجزيئات ، بسبب "الضخ" الخارجي ، موجات راديو في منطقة الميكروويف. يساعد مازر في تحديد موقعك بدقة وسرعة السحابة ، ونتيجة لذلك ، تحديد الأجرام السماوية الأخرى.
اكتشف عالم الفلك الياباني ماكوتو ميونيس وزملاؤه خلال ملاحظاتهم للسديم M106 السلوك الغريب لمازره الفضائي. اتضح أن الغيوم تدور حول مركز ما على بعد 0.5 سنة ضوئية منهم. كان علماء الفلك مفتونين بشكل خاص بخصوصية هذا الدوران: كانت الطبقات المحيطية للسحب تتحرك بسرعة أربعة ملايين كيلومتر في الساعة! هذا يشير إلى أن كتلة عملاقة تتركز في المركز. وفقًا للحسابات ، فهي تساوي 36 مليون كتلة شمسية.
M106 ليست المجرة الوحيدة التي يشتبه في وجود ثقب أسود فيها. في سديم أندروميدا ، على الأرجح ، هناك أيضًا نفس الكتلة - 37 مليون شمس. من المفترض أنه في المجرة M87 - مصدر مكثف للغاية للانبعاثات الراديوية - تم اكتشاف ثقب أسود ، تتركز فيه 2 مليار كتلة شمسية! أرز. 1 جالاكسي إم 87
فقط مبعوث موجات الراديو يمكن أن يكون ثقبًا أسود ، لم يتم إغلاقه تمامًا بواسطة "كبسولة" الفضاء المنحني. قدم الفيزيائي السوفيتي ياكوف زيلدوفيتش وزميله الأمريكي إدوين سالبيتر تقريراً عن النموذج الذي طوروه. أظهر النموذج أن الثقب الأسود يجذب الغاز من الفضاء المحيط ، وفي البداية يتجمع في قرص بالقرب منه. من تصادم الجسيمات ، يسخن الغاز ويفقد الطاقة والسرعة ويبدأ في الدوران نحو الثقب الأسود. يشكل الغاز المسخن إلى عدة ملايين درجة دوامة على شكل قمع. تندفع جسيماتها بسرعة 100 ألف كيلومتر في الثانية. في النهاية ، تصل دوامة الغاز إلى "أفق الحدث" وتختفي إلى الأبد في الثقب الأسود.
يقع مازر في المجرة M106 ، والذي تمت مناقشته في البداية ، في قرص غازي. الثقوب السوداء التي تظهر في الكون ، وفقًا لما لاحظه علماء الفلك الأمريكيون واليابانيون في السديم الحلزوني M106 ، لها كتلة أكبر بما لا يقاس من تلك التي تتحدث عنها نظرية أوبنهايمر. واعتبر حالة انهيار نجم واحد لا تزيد كتلته عن ثلاثة شمسي. وكيف تتشكل هذه العمالقة ، والتي يراقبها علماء الفلك بالفعل ، لا يوجد تفسير حتى الآن.
أظهرت نماذج الكمبيوتر الحديثة أن سحابة غازية في مركز مجرة وليدة يمكن أن تؤدي إلى ثقب أسود ضخم. لكن هناك طريقة أخرى للتطور ممكنة أيضًا: يتفكك تراكم الغاز أولاً إلى العديد من السحب الأصغر ، مما يمنح الحياة لعدد كبير من النجوم. ومع ذلك ، في كلتا الحالتين ، سينهي جزء من الغاز الكوني تحت تأثير جاذبيته تطوره في نهاية المطاف على شكل ثقب أسود.
وفقًا لهذه الفرضية ، يوجد ثقب أسود في كل مجرة تقريبًا ، بما في ذلك مجرتنا ، في مكان ما في مركز مجرة درب التبانة.
 |
إن ملاحظات ما يسمى بالأنظمة النجمية الثنائية ، عندما يكون هناك نجم واحد فقط مرئيًا من خلال التلسكوب ، تعطي سببًا للاعتقاد بأن الشريك غير المرئي هو ثقب أسود. تقع نجوم هذا الزوج بالقرب من بعضها البعض لدرجة أن الكتلة غير المرئية "تمتص" مادة النجم المرئي وتمتصها. في بعض الحالات ، من الممكن تحديد وقت ثورة النجم حول شريكه غير المرئي والمسافة إلى غير المرئي ، مما يجعل من الممكن حساب الكتلة المخفية عن الملاحظة.
المرشح الأول لمثل هذا النموذج هو زوج تم اكتشافه في أوائل السبعينيات. يقع في كوكبة Cygnus (المشار إليها بواسطة مؤشر Cygnus XI) ويصدر أشعة سينية. يدور هنا نجم أزرق حار ، وفي جميع الاحتمالات ، ثقب أسود كتلته 16 كتلة شمسية. الزوج الآخر (V404) له كتلة غير مرئية تبلغ 12 أرز. 2 سيجنوس الحادي عشرشمسي. زوج آخر مشتبه به هو مصدر الأشعة السينية (LMCX3) لتسع كتل شمسية تقع في سحابة ماجلان الكبيرة.
تم شرح كل هذه الحالات بشكل جيد في مناقشة جون ميشيل حول "النجوم المظلمة". في عام 1783 ، كتب: "إذا كانت الأجسام المضيئة تدور حول شيء غير مرئي ، فيجب أن نكون قادرين على الاستدلال من حركة هذا الجسم الدوار مع وجود احتمال معين لوجود هذا الجسم المركزي".
الفرضيات والمفارقات
من المعروف أن النسبية العامة قد تنبأت بأن الكتلة تنحني الفضاء. وبعد أربع سنوات من نشر عمل أينشتاين ، اكتشف علماء الفلك هذا التأثير. أثناء الكسوف الكلي للشمس ، عند المراقبة باستخدام التلسكوب ، رأى علماء الفلك نجومًا كانت في الواقع محجوبة بحافة القرص القمري الأسود الذي كان يغطي الشمس. تحت تأثير الجاذبية الشمسية ، تغيرت صور النجوم. (هنا ، دقة القياس مدهشة أيضًا ، لأنهم انتقلوا إلى أقل من ألف من الدرجة!)
يعرف الفلكيون الآن على وجه اليقين أنه تحت تأثير "عدسة الجاذبية" ، التي تمثلها النجوم الثقيلة ، وفوق كل ذلك الثقوب السوداء ، فإن المواقع الحقيقية للعديد من الأجرام السماوية تختلف فعليًا عن تلك التي نراها من الأرض. قد تبدو المجرات البعيدة لنا على شكل "كبسولة". هذا يعني أن الجاذبية قوية جدًا والفضاء ملتوي لدرجة أن الضوء ينتقل في دائرة. يمكنك حقًا أن ترى ما يحدث في الجوار.
دعونا نتخيل ما لا يصدق على الإطلاق: قرر رائد فضاء شجاع أن يرسل سفينته إلى ثقب أسود من أجل معرفة أسراره. ماذا سيرى في هذه الرحلة الرائعة؟
كلما اقتربت من الهدف ، ستتأخر الساعة على المركبة الفضائية أكثر فأكثر - وهذا يتبع نظرية النسبية. عند الاقتراب من الهدف ، سيجد مسافرنا نفسه ، كما كان ، في أنبوب ، حلقة تحيط بالثقب الأسود ، لكن سيبدو له أنه يطير على طول نفق مستقيم تمامًا ، وليس في دائرة على الإطلاق. لكن هناك ظاهرة مدهشة تنتظر رائد الفضاء: بعد أن سقط وراء "أفق الحدث" ويتحرك على طول الأنبوب ، سيرى ظهره ورأسه ...
تقول النظرية العامة للنسبية أن مفاهيم "الخارج" و "الداخل" ليس لها معنى موضوعي ، فهي نسبية بنفس طريقة مؤشرات "اليسار" أو "اليمين" ، "أعلى" أو "أسفل". كل هذا الخلط المتناقض مع الاتجاهات يتماشى بشكل سيء للغاية مع تقييماتنا اليومية.
بمجرد عبور السفينة حدود الثقب الأسود ، لن يتمكن الناس على الأرض من رؤية أي شيء مما سيحدث هناك. وستتوقف الساعة على السفينة ، وستختلط كل الألوان مع اللون الأحمر: سيفقد الضوء بعضًا من طاقته في محاربة الجاذبية. ستأخذ جميع العناصر أشكالًا مشوهة غريبة. وأخيرًا ، حتى لو كان هذا الثقب الأسود ضعف ثقل شمسنا ، فإن الجاذبية ستكون قوية جدًا بحيث يتم سحب كل من السفينة وقائدها الافتراضي في خيط وسرعان ما يتمزق. لن تتمكن المادة المحاصرة داخل الثقب الأسود من مقاومة القوى التي تسحبه نحو المركز. على الأرجح ، سوف تتحلل المسألة وتنتقل إلى حالة فردية. وفقًا لبعض الأفكار ، ستصبح هذه المادة المتحللة جزءًا من كون آخر - الثقوب السوداء تربط فضائنا بعوالم أخرى.
 |
مثل كل الأجسام في الطبيعة ، لا تبقى النجوم على حالها ، فهي تولد وتتطور ، وفي النهاية "تموت". لتتبع مسار حياة النجوم وفهم كيفية تقدمهم في العمر ، من الضروري معرفة كيفية ظهورهم. في الماضي ، بدا هذا وكأنه لغز كبير. يمكن لعلماء الفلك المعاصرين بالفعل أن يصفوا وبكل تأكيد بالتفصيل المسارات المؤدية إلى ظهور النجوم الساطعة في سماء الليل.
منذ وقت ليس ببعيد ، اعتقد علماء الفلك أن الأمر يستغرق ملايين السنين حتى يتشكل النجم من الغاز والغبار بين النجوم. ولكن في السنوات الأخيرة ، تم التقاط صور مذهلة لمنطقة من السماء هي جزء من سديم الجبار العظيم ، حيث ظهرت مجموعة صغيرة من النجوم على مدار عدة سنوات. على الشكل 3 سديم الجبار العظيمصور فوتوغرافية من عام 1947. في هذا المكان ، كانت مجموعة من الأشياء الشبيهة بالنجوم الثلاثة مرئية. بحلول عام 1954 أصبح بعضها مستطيلًا ، وبحلول عام 1959. انقسمت هذه التكوينات المستطيلة إلى نجوم فردية - لأول مرة في تاريخ البشرية ، لاحظ الناس ولادة النجوم حرفيًا أمام أعيننا ، أظهر هذا الحدث غير المسبوق لعلماء الفلك أن النجوم يمكن أن تولد في فترة زمنية قصيرة ، وسابقًا بدا منطقًا غريبًا أن النجوم تنشأ عادةً في مجموعات ، أو أن العناقيد النجمية أصبحت صحيحة.
اقترح العلماء الأمريكيون فرضية لا تصدق على الإطلاق مفادها أن كوننا الشاسع يقع داخل ثقب أسود عملاق. والمثير للدهشة أن مثل هذا النموذج قادر على تفسير العديد من ألغاز الكون.
عالم الفيزياء الأمريكي من جامعة إنديانا نيكوديم بوبلافسكي هو مؤسس نظرية غير عادية إلى حد ما عن بنية كوننا. وفقًا لهذه النظرية ، يقع كوننا بأكمله داخل ثقب أسود عملاق ، والذي بدوره يقع في كون عظيم عظمى.
يمكن أن تفسر هذه الفرضية التي تبدو غير عادية العديد من التناقضات الموجودة في نظرية الكون الحديثة. قدم Poplavsky نظريته قبل عام ، والآن صقلها ووسعها بشكل كبير.
الثقب الأسود - مدخل نفق الزمكان
في نموذج بناء الكون الذي طوره الفيزيائي الأمريكي ، يُتخذ الافتراض على أنه افتراض بأن الثقوب السوداء
هي مداخل الثقوب الدودية لأينشتاين-روزين ، أي الأنفاق المكانية التي تربط أجزاء مختلفة من الزمكان رباعي الأبعاد.
في هذا النموذج ، يتم توصيل الثقب الأسود عن طريق نفق بمضاد الترميز الخاص به ، الثقب الأبيض ، والذي يقع في الطرف الآخر من نفق الوقت. إنه داخل الثقب الدودي بهيكل الكون بحيث يتم ملاحظة توسع مستمر في الفضاء.
استنتج بوبلافسكي الآن أن كوننا هو الجزء الداخلي من هذا النفق الذي يربط بين الثقوب السوداء والبيضاء. يشرح مثل هذا النموذج للكون معظم المشاكل غير القابلة للحل في علم الكونيات الحديث: المادة المظلمة ، والطاقة المظلمة ، والتأثيرات الكمومية في تحليل الجاذبية على نطاق كوني.
لبناء نموذجه ، استخدم مؤلف النظرية جهازًا رياضيًا خاصًا - نظرية الالتواء. يظهر فيه الزمكان كحزمة واحدة تلتف تحت تأثير انحناء الجاذبية للزمكان. يمكن اكتشاف هذه الانحناءات حتى من خلال وسائل المراقبة غير الكاملة عالميًا.
كيف يبدو العالم الحقيقي؟
لذلك ، في عالمنا المحيط ، كل شخص يرى فقط ما هو متاح لحواسه ، على سبيل المثال ، حشرة تزحف على بالون ، تشعر أنها مسطحة ولا نهاية لها. لذلك ، من الصعب للغاية اكتشاف التواء الزمكان المرن ، خاصة إذا كنت داخل هذا البعد.
بالطبع ، يشير مثل هذا النموذج لهيكل الكون إلى أن كل ثقب أسود في كوننا هو بوابة لكون آخر. لكن ليس من الواضح على الإطلاق عدد "الطبقات" ، كما يسميها بوبلافسكي ، الموجودة في الكون العظيم العظيم ، حيث يقع الثقب الأسود مع كوننا.
تم تأكيد فرضية لا تصدق
هل من الممكن حقًا تأكيد مثل هذه الفرضية المذهلة بشيء ما؟ يعتقد نيكوديم بوبلافسكي أن هذا ممكن. بعد كل شيء ، في عالمنا ، تدور جميع الثقوب السوداء والنجوم. من خلال التفكير المنطقي ، يجب أن يكون هو نفسه تمامًا في الكون العظيم العظيم. هذا يعني أن معلمات الدوران لكوننا يجب أن تكون مماثلة لتلك الخاصة بالثقب الأسود الذي يقع فيه.
في هذه الحالة ، يجب أن يلتف جزء من المجرات الحلزونية إلى اليسار ، والجزء الآخر المقابل مكانيًا يجب أن ينحرف إلى اليمين. وبالفعل ، وفقًا لبيانات الرصد الحديثة ، فإن معظم المجرات الحلزونية ملتوية إلى اليسار - "اليسرى" ، والجزء الآخر ، المقابل للكون المرئي ، العكس هو الصحيح - معظم المجرات الحلزونية ملتوية إلى الحق.
يُعرَّف الثقب الأسود في الفيزياء بأنه منطقة في الزمكان ، تكون جاذبيتها قوية جدًا لدرجة أنه حتى الأجسام التي تتحرك بسرعة الضوء ، بما في ذلك كمية الضوء نفسها ، لا يمكنها تركها. تسمى حدود هذه المنطقة أفق الحدث ، ويسمى حجمها المميز نصف قطر الجاذبية ، والذي يسمى نصف قطر الغابة السوداء. الثقوب السوداء هي أكثر الأشياء غموضًا في الكون. إنهم مدينون باسمهم المؤسف لعالم الفيزياء الفلكية الأمريكي جون ويلر. كان هو الذي أطلق في المحاضرة الشعبية "عالمنا: معروف وغير معروف" في عام 1967 ، هذه الثقوب للأجسام فائقة الكثافة. في السابق ، كانت تسمى هذه الكائنات "النجوم المنهارة" أو "المنهارون". لكن مصطلح "الثقب الأسود" قد ترسخ وأصبح من المستحيل تغييره. يوجد نوعان من الثقوب السوداء في الكون: 1 - الثقوب السوداء الهائلة ، كتلتها أكبر بملايين المرات من كتلة الشمس (يُعتقد أن مثل هذه الأجسام تقع في مراكز المجرات) ؛ 2 - الثقوب السوداء الأقل كثافة الناتجة عن ضغط النجوم المحتضرة العملاقة ، كتلتها تزيد عن ثلاث كتل شمسية ؛ عندما يتقلص النجم ، تصبح المادة مضغوطة أكثر فأكثر ، ونتيجة لذلك ، تزداد جاذبية الجسم إلى الحد الذي لا يستطيع الضوء التغلب عليه. لا يمكن للإشعاع ولا للمادة الهروب من الثقب الأسود. الثقوب السوداء هي جاذبية فائقة القوة.
يُطلق على نصف القطر الذي يجب أن يتقلص إليه النجم لكي يتحول إلى ثقب أسود نصف قطر الجاذبية. بالنسبة للثقوب السوداء المتكونة من النجوم ، فهي لا تتجاوز بضع عشرات من الكيلومترات. في بعض أزواج النجوم الثنائية ، يكون أحدها غير مرئي لأقوى تلسكوب ، لكن كتلة المكون غير المرئي في نظام الجاذبية هذا تكون كبيرة للغاية. على الأرجح ، هذه الأجسام هي إما نجوم نيوترونية أو ثقوب سوداء. في بعض الأحيان ، تمزق المكونات غير المرئية في مثل هذه الأزواج المادة من نجم عادي. في هذه الحالة ، ينفصل الغاز عن الطبقات الخارجية للنجم المرئي ويسقط في مكان مجهول - في ثقب أسود غير مرئي. ولكن قبل أن يسقط في الحفرة ، يصدر الغاز موجات كهرومغناطيسية ذات أطوال موجية مختلفة ، بما في ذلك موجات الأشعة السينية القصيرة جدًا. علاوة على ذلك ، بالقرب من نجم نيوتروني أو ثقب أسود ، يصبح الغاز شديد السخونة ويصبح مصدرًا قويًا للإشعاع الكهرومغناطيسي عالي الطاقة في نطاقات الأشعة السينية وغاما. لا يمر هذا الإشعاع عبر الغلاف الجوي للأرض ، ولكن يمكن ملاحظته باستخدام التلسكوبات الفضائية. يعتبر أحد المصادر المرشحة المحتملة للثقوب السوداء مصدرًا قويًا للأشعة السينية في كوكبة الدجاجة.