الثقوب السوداء

كتب الكثير عن الكون والظواهر الفلكية ومن متخصصين في هذا المجال إلا أن مساهمتي تلك هي لتبسيط بعض خصائص ومظاهر وظواهر الكون بإسلوب حاولت قدر الإمكان أن يكون مفهوماً لكل قاريء حسب تصوري وأتمنى أن أكون وفقت ولو جزئياً لذلك رغم عدم كوني متخصصاً في هذا المجال وربما كان ذلك عامل مساعد لي لتبسيط الشرح على قدر قرآءاتي المتواظعة في هذا المجال

الثقوب السوداء وإنهيار المادة إلى حالة من شبه العدم

الثقوب السوداء هي مناطق جذب شديد تنتشر في أرجاء الكون وتنتج عن إنهيار منطقة من المادة سواءً كانت نجم أو كوكب أو سديم من الغبار والغازات أو حتى مجرة بكاملها فيصبح للمادة شكلاً جديداً وغريباً حيث تنعدم الفراغات بين الجزيئات ثم تنهار الذرات فينعدم الفراغ بين الذرات ثم تنهار الذرة نفسها فينعدم الفراغ بين الإلكترونات ونواة الذرة حيث أن الذرة عبارة عن نواة تتكون من جسيمات موجبة الشحنة عبارة عن بروتونات ونيوترونات يدور حولها سحبة من جسيمات سالبة الشحنة عبارة عن الإلكترونات وعند الإنهيار الشديد والضغط الهائل تنعدم المسافات بين الإلكترونات وأنوية الذرات ويستمر الضغط على النواة نفسها والتي هي أصغر من الذرة ب 100000 مائة الف مرة فلو تخيلنا الذرة بحجم مدينة متوسطة الحجم فإن النواة تكون بحجم كرة قدم 

                       الذرة               

                        

وعند زيادة الضغط تنهار النواة وتنعدم الفراغات داخل النواة نفسها أي بين البروتونات والنيوترونات ولا يتوقف الإنهيار إلا عند حدود الكواركات وهي أصغر الجسيمات الدون ذرية المكتشفة حتى الآن فيصبح حجم الكتلة سواءً كوكب أو نجم أو مجرة أو سديم أو سحابة غازية غبارية أقل من حجمه الفعلي ببلايين المرات فالأرض تصبح بحجم أصغر من البيضة ولكنها بنفس كتلتها ووزنها السابق حيث يزن الجرام الواحد من مادتها بلايين الأطنان .

                        كيف ولماذا يتكون الثقب الأسود ؟؟؟

النجم عبارة سحابة من الغبار الكوني تتكون في معظمها من الهيدروجين والهيليوم تنهار بفعل الجذب التثاقلي للمادة ثم تتكور لتكون النجم الذي يبدأ نتيجة الضغط والحرارة الناتجة عن إنهيار هذه السحابة من الغاز المتوهج في إطلاق تفاعلات نووية إندماجية ليصبح النجم عبارة عن فرن نووي يحرق مخزونه من الهيدروجين ويحوله إلى هيليوم عن طريق الإندماج حيث تندمج كل ذرتين من الهيدروجين لتكون ذرة من الهيليوم والفائض يصبح طاقة وفي حالة شمسنا تنير أرجاء المجموعة الشمسية وتشع الدفء وتبعث الحياة في الأرض وتستهلك شمسنا مثلاً سبعة ملايين طن من المادة في الثانية الواحدة ولا زالت تعمل منذ مايقارب 5 بلايين سنة ويعتقد العلماء بأنها في فترة شبابها وهي الآن في نصف عمرها تقريباً حيث من المعتقد أن تستمر في الإشعاع ل 5 بلايين سنة أخرة ولكن ماذا يحدث بعد هذه المدة ؟؟؟؟

                                     الشمس 

                                

نظراً لأن مخزون النجم من الهيدروجين غير محدود فإنه ينتهي بعد مدة يختلف طولها بإختلاف حجم النجم وفي حالة شمسنا التي تعتبر من النجوم المتوسطة الحجم فإنها مخزون الهيدروجين يكفي لما يقارب ال 10 بلايين سنة مضى نصفها كما ذكرنا وبعد 5 بلايين سنة ينتهي مخزون الهيدروجين ويكون قد تحول إلى غاز آخر هو الهيليوم الذي يحتاج لحرارة وظغط أكبر مما يحتاجه الهيدروجين ليشتعل ويطلق سلسلة من التفاعلات المنتجة للطاقة وتتوفر الحرارة والظغط اللازمين لذلك من جراء إنهيار الشمس بفعل جاذبيتها الذاتية بعد توقف مفاعلها النووي في قلبها عن العمل نتيجة نفاذ وقودها من الهيدروجين حيث لم يعد يوجد قوة متفجرة ومندفعة للخارج تعادل قوة جذب المادة المتجه للداخل فترتفع الحرارة ويزداد الضغط فيبدأ عندها الهيدروجين بالإشتعال النووي منتجاً مواد أثقل ولكن الهيليوم يحترق بسرعة أكبر من الهيدروجين ونتيجة لذلك فإنه يستمر مدة أقل لينتهي بسرعة مسبباً إنهيار الأجزاء الداخلية من النجم وإنفجار الأجزاء الخارجية منه مكوناً إنفجاراً نجمياً هائلاً تتردد أصدائه في أرجاء الكون ومطلقاً كمية هائلة من الطاقة والضوء في دقائق يعادل ماتنتجه مجرة كاملة  

                                   سوبر نوفا

     

ماذا يحدث بعد إنتهاء وقود النجم وإنفجاره ؟؟؟

عندما ينفجر النجم فإنه يقذف بالمواد الثقيلة التي تكونت نتيجة التفاعلات النووية بداخله إلى أعماق الفضاء لتبردوتنخسف على شكل دوامات وتتكور مكونة النجوم في حالة كون السحابة الغازية المعدنية كبيرة ومكونة الكواكب مثل أرضنا إذا كانت كتلة الغيمة المنهارة على نفسها صغيرة وعليه تكون النجوم من الجيل الأول تكونت من سحابة من الغازات التي تسمى السدم والناتجة عن الإنفجار الكبير في بداية خلق الكون أما النجوم من الجيل الثاني ومنها شمسنا وكذلك الكواكب ومنها كوكب الأرض وجميع ماتحتويه من صخور وتربة ومعادن ونباتات وحيوانات ونحن كذلك بجميع تحتويه أجسامنا فقد تكونت نتيجة إنفجار النجوم من الجيل الأول .

                           ماذا يحدث بعد إنفجار النجم ؟؟؟

                        ماهي حدود تشندرا سيخار ومن هو ؟؟!!

عندما تكون الكتلة المتبقية من النجم بعد إنفجاره أصغر من كتلة شمسنا أو بحجمها أو أكبر منها بحد أقصى مرة ونصف فإن النجم بعد قذف طبقاته الخارجية في الفضاء ينخسف قلبه على نفسه ولا يتوقف الإنخساف إلا عند حدود الذرات ليصبح قزم أبيض يستمر في الإشعاع الضعيف ثم يخبو ليصبح قزم أسود يدور في الفضاء ويزن الجرام الواحد منه مئات الأطنان  

أما إذا كانت كتلة النجم المتبقية تتراوح من مرة ونصف إلى ثلاث مرات كتلة شمسنا فإن الإنخساف لا يتوقف عند حدود الذرات بل يتوقف عند حدود الأنوية وعندها يصبح نجم نيوتروني يزن الجرام الواحد منه ملايين الأطنان

أما إذا تبقى من النجم كتلة أكبر من كتلة الشمس بثلاث مرات أو أكثر فإنه ينهار وينسحق دون توقف فتنهار الأنوية وتتكون حالة غريبة من المادة ذات جاذبية شديدة ولا يستطيع حتى الضوء الإفلات منها فلا ترى وتسمى الثقوب السوداء ولديه القدرة على سحق وابتلاع أي نجم أو كوكب أو حتى مجرة قريبة وتحويل المادة إلى مايشبه العدم

وبشرح آخر :

بعد أن يتحول النجم إلى عملاق أحمر في نهاية حياته فإنه سوف ينفجر ومصيره سيكون كالتالي :

1-النجوم الخفيفة : كتلتها الإجمالية تبلغ من نصف إلى 4 أضعاف كتلة الشمس بعد إنفجار العملاق الأحمر تتطاير معظم هذه الكتلة في الفضاء بشكل سديم كوكبي ويبقى في المركز جزء من كتلة النجم تكون أقل من 1.5 من كتلة الشمس فتنهار هذه الكتلة وبالتالي يتحول المتبقي من النجم إلى قزم أبيض


2- النجوم المتوسطة : كتلتها الإجمالية تبلغ من 4 - إلى 10 أضعاف كتلة الشمس وعند إنفجار العملاق الأحمر محدثاً مستعراً أعظم تتظاير معظم كتلته في الفضاء ليبقى في المركز جزء من كتلة النجم يبلغ من 1.5- إلى 3 من كتلة الشمس وهذا النجم ينتهي بشكل نجم نيوتروني نابض


3- النجوم الثقيلة : كتلتها الإجمالية تبلغ أكثر من 10 أضعاف كتلة الشمس وعند إنفجار العملاق الأحمر محدثاً مستعراً أعظم وتتطاير معظم كتلته في الفضاء يبقى في المركز جزء من كتلة النجم يبلغ أكثر من 3 أضعاف كتلة الشمس وهذا الكتلة تنهار وينتهي المتبقي من النجم بشكل ثقب أسود

                 هذه هي حدود تشاندرا سيخار فمن هو ؟؟؟

في عام 1928م وفد على إنكلترا في إحدى البواخر طالب هندي اسمه تشندراسيخار  جاء للدراسة في كمبردج عند الفلكي البريطاني إيدنغتون المختص في النسبية العامة و في أثناء سفره كان تشندراسيخار يفكر في الضخامة التي يجب أن يبلغها النجم كي يستطيع تحمل كتلته الذاتية بعد أن يستهلك كل مخزوناته من الوقود النووي كانت الفكرة هي أن النجم عندما يتقلص تتقارب جسيمات مادته لدرجة إلى تكتسب حسب مبدأ الأرتياب سرعات متفاوتة جداً فتتنافر عن بعضها فيتوقف النجم عن التوسع فالنجم يستطيع إذن أن يحتفظ من تلقاء ذاته بنصف قطر ثابت مستغلاً التوازن بين التجاذب الثقالي و التنافر الناجم عن مبدأ باولي للإستبعاد وحسب مبدأ الإرتياب 

ولكن تشندرا سيخار أدرك أن هناك حدوداً للتنافر الذي يفرضه مبدأ الأرتياب ذالك أن النسبية العامة لا تبيح لسرعات الجسيمات أن تتجاوز سرعة الضوء و هذا يجعل التنافر الناجم عن مبدأ الإرتياب في النجم الذي بلغ من الكثافة مبلغاً كافياً أضف من التجاذب الثقالي وعند إذن وجد تشندرا سيخار بالحساب أن النجم الذي كتلته أثقل من كتلة الشمس بمرة و نصف أو أكثر يعجز عندما يبرد عن تحمل ثقالته الذاتية

يبتلع الثقب الأسود كل مايقترب منه محولاً مادته إلى شبه العدم ويمتص حتى إشعة الضوء ولا يسمح لها بالإفلات من جاذبيته الهائلة فلا يمكن رؤيته ولذلك سمي بالثقب الأسود 

                                                              ثقوب سوداء