الثقوب السوداء

قال تعالى: {فلا أقسم بمواقع النجوم وإنه لقسم لو تعلمون عظيم}، صدق الله العظيم،

75-76 سورة الواقعة.

الثقوب السوداء، جسم فضائي صغير الكتلة نسبياً، بالغ الكثافة، افترض وجوده
في الفضاء نظرياً، جاذبيته قوية جداً حتى أن لا شيء بما في ذلك الضوء
يستطيع الإفلات منه وبذلك هو غير مرئي، ويحيط بالثقب الأسود حقل دائري
يسمى الأفق ما إن يدخل أي كان داخل الأفق فإنه من المستحيل أن يفلت منه.

وهي تسمى بالثقوب السوداء ولكنها ليست سوداء وإنما غير مرئية، كما أنها ليست ثقوباً فعلية وإنما تدل على منطقة مستحيل الرجوع منها.

وفكرة الثقوب السوداء تطورت على يد عالم الفضاء الألماني "كارل
شوارتزلد" في عام 1916م على أسس النظرية النسبية العامة للعالم "ألبرت
أينشتاين".

تتكون النجوم بداية من تجمع سحب غازية وغبار ومواد مختلفة، حيث تتماسك كل
هذه المواد مع بعضها البعض مكونة ما يعرف بالسديم Nebula، ومع مرور مئات
إلى ملايين السنين تصبح هذه المواد كتلة واحدة نتيجة للضغط والحرارة، ومع
ازدياد حجم هذه السحب يزداد الضغط في وسط الكتلة مما يزيد من درجة حرارتها
حتى تصل إلى درجة حرارة عالية وكافية للبدء بالاندماج النووي في وسط هذه
الكتلة، والتي يتحول فيها الهيدروجين في مركز النجوم إلى هيليوم، إذ تندمج
أربع نوى هيدروجين متحولة إلى نواة هليوم واحدة أخف وزناً، وتتحول الكتلة
المفقودة إلى طاقة تتحرر هذه العملية نفسها هي التي تحرر الطاقة في
القنابل الهيدروجينية، وتصل الطاقة الناجمة عن تفاعلات الاندماج النووي في
نهاية الأمر إلى سطح النجم، فيضيء طاقة في الفضاء.

كيف تولد الثقوب السوداء؟

هناك عمليتان تحدثان في النجوم باستمرار، انفجارات نووية تطلق فيها النجوم
الهيدروجين من وسطها إلى الخارج، والجاذبية حيث تقوم بسحب هذا الهيدروجين
إلى الداخل مرة أخرى، وتقوم هاتان العمليتان بعمل توازن بينهما إلى أن
ينتهي الهيدروجين والهيليوم وكل المواد المنتجة للطاقة الموجود داخل
النجم، فتتوقف الانفجارات النووية مما يؤدي إلى طغيان قوة الجاذبية على
النجم، وعند هذه الحالة يصبح النجم غير مستقر ويبدأ بالانكماش إلى الداخل،
ويعتمد ما يحدث بعد ذلك على كتلة النجم، فليس جميع النجوم التي تنكمش بسبب
جاذبيتها تتحول إلى ثقوب سوداء، فنجم كثافته أصغر من كثافة الشمس بـ 1,4
مرة سيتحول إلى ما يسمى الأقزام البيض ومن ثم إلى الأقزام السوداء حيث
تتوقف عن النمو، أما النجم الذي كثافته أكبر من كثافة الشمس بما بين 1,4 -
3 مرات فسيتحول إلى نجم نيتروني، والنجوم التي تكون أكبر من 3 قد يحدث أن
تنفجر وتسمى بالسوبرنوفا Supernova، أو تنكمش بدون توقف مما يجعلها أصغر
حجماً وأكثر كثافة إلى أن تتحول إلى ثقب أسود.

وهناك طريقة أخرى لتكون الثقوب السوداء من دون أن تمر بالمراحل السابقة
وإن كانت كثافتها أقل من كثافة الشمس لأنها لن تتكون من جراء انكماش النجم
وتسمى بالثقوب السوداء البدائية، وهناك احتمال واحد فقط لوجود مثل هذه
الثقوب السوداء وهي أن تكون قد تكونت في الأيام المبكرة للفضاء حيث كان
الضغط والحرارة مرتفعين جداً، حيث يفترض العلماء أن المواد المبعثرة
الموجودة في الفضاء تتجمع وتنضغط بفعل قوة خارجية شديدة مكونة ثقباً أسود.

وتقترح النظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين أن أكبر الأجسام كتلة
وكثافة من الممكن تصورها كثقوب سوداء لديها جاذبية قوية جداً لدرجة أن لا
شيء حتى أن الضوء الذي يعتبره العلماء أسرع ما في الكون لا يمكنه أن يهرب
منها، وبما أن كل الضوء الذي يدخل الأفق في الثقوب السوداء يسحب إلى
الداخل، ومن المعروف أن عملية النظر لدى الإنسان تعتمد على انعكاس الضوء
من الأجسام إلى أعيننا، فإذا كانت الثقوب السوداء تمتص كل الضوء من حولها
فكيف يكمن أن نراها؟ وكما قال أينشتاين: "إن محاولة البحث عن ثقب أسود
يشبه تقريباً البحث عن قطة سوداء في قبو فحم".

ويمكن للعلماء معرفة مكان الثقوب السوداء من خلال أربع طرق فقط، الطريقة
الأولى عندما ينكمش نجم ويتحول إلى ثقب أسود فإن حقل جاذبيته يستمر
موجوداً كما كان قبل التحول ولكن بشكل أقوى، فإذا كانت الكواكب المحيطة
بالثقب الأسود بعيدة بعداً كافياً بحيث أن هذه الزيادة في القوة لن تؤثر
عليها بحيث تسحبها، فإن الكواكب أو النجوم تستمر بالسباحة في نفس المدار
الذي كانت عليه سابقاً، فيظهر للعلماء أن هذه الكواكب والنجوم تدور حول لا
شيء، فإما أن يكون هناك نجم صغير لا يرى، وإما أن يكون هناك ثقب أسود.

بالإضافة إلى أن الجاذبية القوية تقوم بسحب الغبار والسحب الغبارية إلى
داخلها، ومع اقتراب هذه السحب من الثقب الأسود تزداد سرعة الانجذاب
وبالتالي تزداد حرارتها مما يؤدي إلى انبعاث موجات اكس X-Rays منها،
والأجسام التي تبعث هذه الموجات تلتقط من خلال تلسكوبات X-Rays الموجودة
خارج الكرة الأرضية.

أما الطريقة الثالثة فتسمى عدسة الجاذبية، وتحدث هذه العملية عند مرور ثقب
أسود مثلاً بين الأرض والنجم، فلنفرض أن هذا النجم يطلق ضوءاً بعشوائية
إلى الفضاء، فيصلنا بعضه ويكون ضعيفاً نوعاً ما، ولكن في حالة وجود ثقب
أسود في الوسط يعمل هذا الثقب الأسود كعدسة، فيعمل على تغيير مسار الضوء
إلى اتجاهه، فإذا كان الضوء يبعد بعداً كافياً عن حقل الجاذبية فلن يقوم
بسحبه وإنما ينحني فقط، وبالتالي يتركز باتجاه الأرض، فيظهر النجم لدينا
ساطعاً جداً.

والطريقة الرابعة لمعرفة أماكن وجود الثقوب السوداء هي في قياس كتلة
المواد في منطقة معينة من الفضاء، فالثقوب السوداء لديها كتلة كبيرة جداً
في منطقة صغيرة جداً، فإذا تواجدت كتلة كبيرة غير مرئية في منطقة ما فهناك
احتمال أن تكون هذه كتلة ثقب أسود، ولتقريب معنى كتلة كبيرة جداً في منطقة
صغيرة جداً، عليك أن تتخيل أن كل الكرة الأرضية انضغطت وانكمشت إلى أن
أصبحت بحجم كرة قدم، فإذا حاولت رفع هذه الكرة لوجدت أن وزنها يساوي وزن
الكرة الأرضية.

ويعتقد العلماء أن الثقوب السوداء تؤثر بشكل أساسي في بناء الكون، فثقب
أسود ذو كتلة صغيرة نسبياً يستطيع امتصاص كواكب ونجوم بسهولة ما أن تدخل
في الأفق، أو يدمرها بمجرد المرور بالقرب منها، وبالتالي يتسبب ذلك في
توالد جيل جديد من النجوم من بقايا غيرها.

وهناك الثقوب السوداء العملاقة هائلة الكتلة، حيث أن كتلتها تساوي كتلة
ملايين الشموس، ويعتقد أن أغلب المجرات تحتوي في مركزها على ثقب أسود
عملاق، كما أن الثقوب السوداء تلتهم النجوم والكواكب، فإنها أيضا تلتهم
بعضها البعض إذا حدث وأن اقتربت من بعضها، وفي حالات أخرى عند التقاء
ثقبين أسودين فإنهما يتحدان ليشكلا ثقباً أسود أكبر وأقوى.

وأشهر العلماء حاليا في هذا المجال هو العالم الانجليزي "ستيفن هوكين"،
الذي شارك بشكل كبير جداً عن طريق كتبه ومحاضراته ودراساته عن الثقوب
السوداء، حيث جعل القواعد الفيزيائية المعقدة أسهل للفهم من قبل عامة
الناس، واكتشافاته عن الجاذبية وعن الثقوب السوداء تعتبر من أهم المشاركات
في علم الفيزياء منذ عهد أينشتاين.

حجم الثقوب السوداء و أدلة وجودها

على ماذا يعتمد حجم الثقب الاسود؟

في عام 1970 بين "براندون كارتر " أن حجم وشكل أي ثقب أسود ثابت الدوران
يتوقف فقط على كتلة ومعدل دورانه بشرط يكون له محور تناظر ، وبعد فترة
أثبت "ستيفن هوكنغ "أن أي ثقب أسود ذى دوران ثابت سوف يكون له محور تناظر
. واستخدم "رو بنسون " هذه النتائج ليثبت أنه بعد انسحاق الجاذبية بان
الثقب الأسود من الاستقرار على وضع يكون دوارا ولكن ليس نابضا،وأيضا حجمه
وشكله يتوقفان على كتلته ومعدل دورانه دون الجسم الذي انسحق ليكونه .

ماهي الأدلة على وجود هذه الثقوب؟

الثقوب السوداء لا دليل عليها سوى حسابات مبنية على النسبية لذلك كان هناك
من لم يصدق بها. وفي عام 1963 رصد "مارتن سميدت " وهو عالم فلكي أمريكي
الإنزياح نحو الأحمر في طيف جسم باهت يشبه النجم في اتجاه مصدر موجات
الراديو فوجد أنة أكبر من كونه ناتج عن حقل جاذبية فلو كان إنزياح
بالجاذبية نحو الأحمر لكان الجسم كبير الكتلة وقريبا منا بحيث تنزاح مدرات
الكواكب في نظام شمسي . وهذا الإنزياح نحو الأحمر ناتج توسع الكون وهذا
يعني بدوره أن الجسم بعيدا جدا عنا و لكي يرى على هذه المسافة الكبيرة
لابد وانه يبث مقدار هائلاً من الطاقة والتفسير الوحيد لهذا ناتج انسحاق
بالجاذبية ليس لنجم واحد بل لمنطقة مركزية من إحدى المجرات بكاملها وتسمى
الكوازر وتعني شبيه النجوم .

كويزارز Quasars

هي عبارة عن أجرام سماوية بعيدة جداً تشبه النجوم ولكنها تطلق ضوءاً وطاقة
أكثر، وتعتبر أسطع أجرام سماوية عرفت لدى الإنسان، فالكويزارز الواحد يبلغ
حجمه حجم مجموعتنا الشمسية كلها، ويطلق ضوءاً وطاقة أكبر بكثير مما يطلقه
عدد من المجرات مجتمعة، بالإضافة إلى الطاقة والضوء والموجات اللاسلكية
التي يطلقها الكويزارز، فإنه يرسل أيضاً أشعة فوق بنفسجية، وأشعة تحت
الحمراء، وأشعة اكس وأشعة جاما.

والسؤال المهم هو من أين لهذه الأجرام هذه القوة والضوء؟

يعتقد العلماء أنها ثقوب سوداء عملاقة تكونت من زمن بعيد جداً تقع في
وسط أغلب المجرات، فتلتهم نجوماً وكواكب بأكملها، وبذلك هي تضيء أثناء
انصباب كل تلك النجوم المضيئة بداخلها.

وحتى الآن لا يملك العلماء صورة واضحة عن أي كويزارز لأنه بعيد جداً، حتى
أن أكبر تلسكوب بالكاد يلتقطه، ولذلك يستعمل العلماء التلسكوبات التي
تلتقط موجات إكس وجاما، وعندما ينظر علماء الفضاء إلى هذه الكويزارزات
التي تبعد عنا ما بين 10 - 15 بليون سنة ضوئية وهذا أقربهم فإنهم ينظرون
إلى 10 - 15 بليون سنة في الماضي، ولذلك فإن دراستها تعطي هؤلاء العلماء
معلومات عن المراحل الأولية لتكوين الكون وفرصة لدراسة الماضي، وطبقا
للدراسات فإن الكويزارز يعيش بلايين السنين يتغذى في قلب المجرات ويمتص كل
ما يقترب منه حتى يستنفد كل مواده، ومن ثم يقوم بالانتقال إلى مجرة أخرى،
وحتى الآن أيضاً لم يتأكد العلماء كيف تتكون هذه الأجرام، ولكن غالب الظن
أنها ثقوب سوداء عملاقة.

الكويزار
الكويزار هو عبار عن نواة مجرة فعالة،
إي ثقب أسود فاءق الحجم
super massive BH
في حالة إمتصاص المادة المحطة به،
و بالغالب ما تترافق مع قرص ضخم
accretion disk.
حتى اليوم معروف أكثر من 100،000 منها، و طيوفها بعد (red shit) تتراوح بين 0،06 و 6،4 بإعتماد قواني هبل فيجب أن يكون بعدها بي 780 مليون و 28 بليون سنة ضوئية

و سطيا إضاء الكويزا هي 100 مرة إضاء مجرة عملاقة متل مجرتنا ، او 2 * 10 مرفوعة للأس 12 مرة إضاء شمسنا
بالمناقشات الفيزائية ، بتظر الكويزار لصالح نظرية البيغ بانغ، نظرا لتشكلها و قت الثقب الأسود بيكر بشك سريع نظرا لعملية التراكم accretion

المصدر
http://en.wikipedia.org/wiki/Quasar

المشكلة بالكوازارت انو كتير بعيدة
وعلى ما بعرف انو كتير بعاد لدرجة انو ما عم نعرف شي عليون متل عادة
طيب انا بعرف انو كل شي بالكون عم نشوفو عم يكون في منو كتير ومتنوع وعلى مدى قريب او بعيد
بس هدول الكوازارات هاي مشكلتون
لذلك انا بشوف انو لسا الامور عنون كتير غامضة ومو معروف عنون شي واضح واكيد
ولذلك بالنسبة الي بعتقد بوجود شي اخر غامض بالنسبة الون

الكويزار اللي ببين براق بالسماء هو 3c 273 بالمجموعة virgo (العزراء) و بريقو 12.8 ،
يعني ممكن رصدو من تلسكوب صغير ، و لو كان هل الكويزرا موجود على بعد 33 سنة ضوئية من هون، لأشع على الأرض كل الشمس!

المصدر
http://en.wikipedia.org/wiki/Quasar

طيب سؤال حلو عن الكوازارات. كيف تم حساب البعد عن الكوازارات؟ كما تعلم يا عبود أن الانزياح نحو الأحمر أو الازرق يعطينا فكرة عن سرعة الحركة، لكن ليس عن البعد. نحن نعرف كمية اشعاع الكوازار الرهيبة لأننا نعرف بعده و قدره اشعاعه الظاهري. لكن كيف تم حساب البعد في البداية؟
هو بالحقيقة سؤال راودني من حوالي سنة و قد أعجبت إلى أبعد الحدود بالطريقة. سأكتبها هنا بعد أن أثير فضولكم بعض الشيء
...

بالحقيقة في عدة طرق لحساب البعد :

منها مثلا قانون هبل:

السرعة = البعد X ثابت هبل. من هون يمكن نستخر البعد من السرعة، و السرعة ممكن نستخرها متل ما تفضلت من الرد شيفت.

البارالاكس بيستعلم لحساب بعد النجوم القريبة،

البارالاكس هو الحركة الظاهرة للنجوم القربية بالنسبة لخلفية النجوم البعيدة، فالبعد بيكون متناسب عكسيا مع البارالاكس.
فمثلا بروكسيما سنتوري بيظهر بالاكس 0.762 ثانية قوسية. و مقلوب هل العدد 1/0.762 هو 1.31 بيرس و لي هو بعد النجمة.

شو رأيك بالثقوب البيضاء

أنا لم أسمع بها من قبل

أعرف القزم الأبيض

أول شي شكرا على المعلومات القيمة والحلوة

وأنا معجب بالفضول للمعرفة اللي عم بشجعكن على البحث...

وأنا عندي بعض التعليقات رح تصل تباعا بس قبل في عندي تصحيح بسيط :

اقتباس :
"الثقوب السوداء، جسم فضائي صغير الكتلة نسبياً، بالغ الكثافة، افترض وجوده
في الفضاء نظرياً،"

طبعا الثقوب السوداء تتميز بميزة تنفرد بها عن غيرها من الأجرام وهي "كتلتها الهائلة" لذا فهي "ليست صغيرة الكتلة نسبيا" وأعتقد أن ذلك سقط سهوا من الأخ زكريا

ولنا عودة ...

» سؤال: كيف تم اكتشاف الثقوب السوداء؟؟؟
» الثقوب السوداء، أكثر الصور شعبة.
» ناس تكتش أقرب زوج من الثقوب السوداء بواسطة Chandra X-ray Obs