انصهار ثقبين أسودين ـ رصد أكبر حدث كوني منذ الانفجار العظيم

انصهار ثقبين أسودين ـ رصد أكبر حدث كوني منذ الانفجار العظيم

01/05/2021 06:43:00 ص - المصدرعلوم وتكنولوجيا
تشكل الثقوب السوداء أحد أكبر ألغاز الكون التي تُحير العلماء كلما حاولوا فك طلاسمها. فقد تم مؤخرا رصد ظاهرة فريدة تتتعلق باصطدام ثقبين أسودين عملاقين بقوة جبارة اعتبرها البعض ثاني أكبر حدث كوني منذ الانفجار العظيم!
حدث فلكي استثنائي بكل المقاييس وصفه آلان وينشتاين، عالم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، في حوار مع المجلة العلمية الأمريكية "بوبولار ساينس" بقوله "إنه أكبر انفجار رصدته البشرية على الإطلاق منذ الانفجار العظيم". تصريح وينشتاين جاء بصفته عضوا في الفريق العلمي الذي اكتشف تصادم ثقبين أسودين عملاقين. اكتشاف من شأنه المساعدة في تراكم مزيد من الأدلة لفهم سبب ظهور الكون بالشكل الذي نعرفه اليوم. تصادم ثم انصهار الثقبين الأسودين حدث على بعد حوالي سبعة مليارات سنة ضوئية من الأرض. مسافة تعجز مخيلة العقل البشري حتى على تخيلها. اندماج الجسمين الكونيين الهائلين أدى إلى ميلاد ثقب أسود أضخم، ما بعث بكمية من الطاقة الهائلة تسببت في اهتزاز واضطراب النسيج الزمكاني للكون. والزمكان هو مفهوم فيزيائي يدمج بُعدي (الزمان والمكان) ويمكن تعريفه على أنه الفضاء بأبعاده الأربعة (الأبعاد المكانية الثلاثة وهي الطول والعرض والارتفاع بالإضافة إلى الزمان). وتتصور نظرية النسبية لأينشتاين الزمكان كنسيج أو شبكة تضم وتحمل كل شيء في الكون ولا شيء يوجد خارجها. وتمكن العلماء من رصد هذا الحدث الكوني الجبار من على كوكب الأرض إذ اهتز وتوسع النسيج الزمكاني ما أدى إلى ظهور موجات جاذبية وصلت حتى كوكبنا. وبالتالي لا توجد هناك صورة فوتوغرافية لحادث الانفجار في حد ذاته، لكن الباحثين تمكنوا من رصد الضوضاء التي نتجت عن الانفجار في إشارة تم تصنيفها تحت رقم "GW190521"، ولم تدم سوى عشر ثانية لم يكن للباحثين توقعها. طاقة جبارة تنتج عن اقتراب ثقبين أسودين من بعضهما البعض مخاض كوني ـ انصهار عملاقين أسودين الثقوب السوداء أجسام كونية تتشكل في مخاض أفول النجوم الضخمة وانهيار نواتها. ويميز العلماء بين ثلاثة أنواع من الثقوب السوداء: أصغرها وتتشكل نتيجة انهيار جاذبية كتلة نجم واحد. ثم فئة الثقوب السوداء العملاقة، كما هو حال الثقب الأسود الذي يتوسط مجرتنا (درب التبانة) على بعد 26 ألف سنة ضوئية من كوكبنا، وهو ثقب توازي كتلته أربعة ملايين ضعف كتلة الشمس. وهناك فئة ثالثة من الثقوب السوداء المتوسطة الكتلة، سبق وأن رصدها علماء الفلك. تتميز الثقوب السوداء بكثافتها بالغة وبقوة جاذبية جبارة لدرجة تمنع كل شيء من الانفلات بما في ذلك الموجات الكهرومغناطيسية كالضوء، ولذلك فهي تبدو مظلمة. وذكرت الصفحة العلمية لموقع "فرانكفورته نويه بريسه" (27 أبريل / نيسان 2021) أن "ما كان جديدًا بالنسبة للعلماء هذه المرة هو أن أثقل الثقبين الأسودين المتصادمين كان في وضعية تسمى علميا بـ"عدم الاستقرار الزوجي" ورغم ذلك فإن كتلته كانت توازي ما يعادل 85 ضعف كتلة الشمس". وذكر ألان وينشتاين أن النجمالذي ينهار لا ينبغي أن يكون قادرًا على تكوين ثقب أسود في نطاق يتراوح بين 65 إلى 120 كتلة شمسية. والسبب أن النجوم الضخمة تنهار بعد ما يسمى بـ"سوبرنوفا". وعادة ما يكون الثقب الأسود نجمًا سابقًا ينهار بعد استهلاكه كل وقوده وينتهي بانفجار هائل (سوبرنوفا). ثم تتجمع الكتلة حول النواة السابقة وتجذب كل ما هو قريب. ويرى وينشتاين أن التفسير المحتمل ربما يرتبط بنظرية تسمى "الاندماجات الهرمية"، حيث تندمج الثقوب السوداء الخفيفة أولا مع كتلة النجوم وتتماسك بالتالي مع بعضها البعض تدريجيا حتى تصبح ثقبا أسودا عملاقا. كيف تنشأ الثقوب السوداء؟ كأنه كتلة من العدم؟ ليست الثقوب السوداء ثقوبا، وإنما هي بقايا نجوم ميتة. وتمضي ملايين، بل ومليارات الأعوام قبل أن ينقضي عمر هذا النجم أو ذاك وتتحول بقاياه إلى ثقب أسود. كيف تنشأ الثقوب السوداء؟ انفجار السوبرنوفا سوبرنوفا أو ما يطلق عليه الانفجار المستعرّ الأعظم، أو الطارف الأعظم، وهو تعبير يصف انفجارات تحدث عند نهاية عمر النجم. وأثناء هذا الانفجار تنهار كتلة النجم في انفجار عظيم، يبث ضوء شديد الإشعاع وكأنه مجرة. كيف تنشأ الثقوب السوداء؟ قوة الانفجار العكسية تحت تأثير الجاذبية الذاتية، تبدأ كتلة النجم مرحلة انهياره بالانضغاط. ويحدث فيها انهيار من نوع خاص ناجم عن قوة الانفجار العكسية، فالضغط يجعل النجم صغيرا جدا ويتحول إلى ثقب أسود شديد الكثافة، وهي عملية معقدة تساعدنا على فهمها النظرية النسبية لآينشتاين. كيف تنشأ الثقوب السوداء؟ تكون الثقب الأسود وبفعل الجاذبية القوية للثقب الأسود، يمتص الأخير كل الكتل القريبة منه كالنجوم والكواكب الأخرى، بل حتى الضوء الذي يمتصه الثقب الأسود فيعجز عن الانفلات منه بفعل قوة الجاذبية. كيف تنشأ الثقوب السوداء؟ الكتلة والمصير النهائي للنجم لا تتحول كل النجوم بالضرورة إلى ثقوب سوداء، إلا إذا فاقت كتلتها 1,4 من كتلة الشمس وإلا فإنها تتحول إلى قزم أبيض. أما إذا تجاوزت الكتلة تلك النسبة، فإما أن يتحول النجم إلى ثقب أسود أو نجم نيوتروني، علما أن الأول يتكون من كتلة أكبر بكثير من تلك التي يتكون منها النجم النيوتروني. كيف تنشأ الثقوب السوداء؟ لغز الثقوب السوداء العملاقة يميز العلماء بين أنواع من الثقوب السوداء حسب كتلتها، ومنها الثقب الأسود الصغير المتكون من معجل جسيمات، وثقب متوسط الكتلة، وهي أجرام تبلغ كتلتها بين أربع وخمس عشرة مرة الكتلة الشمسية، إضافة إلى الثقوب المتوسطة والعملاقة التي يمكن أن تتجاوز ملايين المرات كتلة الشمس. كيف تنشأ الثقوب السوداء؟ وجود غير مرئي؟ الثقوب السوداء غير مرئية ولا ينبعث منها الضوء. ولأن الثقب يجذب إليه كل أشكال المادة من حوله، فلا يمكن رصده إلا من خلال التأثير الذي يمارسه في محيطه. كيف تنشأ الثقوب السوداء؟ بين النجم..والثقب! رصد ثقب أسود لأول مرة عام 1972 من قبل تيلسكوب سينيوس إكس واحد، وإلى ذلك التاريخ ساد جدل واسع بين العلماء حول وجود الثقوب السوداء أصلا، نظرا للتشابه بينها وبين النجوم النيترونية الدوارة. كيف تنشأ الثقوب السوداء؟ الاكتشاف الجديد اكتشف رواد الوكالة الأوروبية للفضاء نوعا جديدا من الثقوب السوداء، معتمدين في ذلك على مسبار حمله "آريان-5" الذي أطلق عام 1999. وتبلغ كتلة هذا الثقب ما يوازي خمسمائة ضعف كتلة الشمس. وقد ذلك الحلقة المفقودة بين أحجام الكتل الخفيفة والضخمة للثقوب السوداء. وأطلق العلماء اسم "أتش أل أكس-1" على هذا الثقب الأسود. كيف تنشأ الثقوب السوداء؟ لغز دائم وإلى غاية اللحظة لم يتوصل العلماء إلى تفسير ظاهرة الثقوب السوداء بالكامل، فهي لازالت ظاهرة تستدعي المزيد من الأبحاث. الكاتب: هنا فوكس/ وفاق بنكيران