الثقوب السوداء في الكون: تعريف الثقب الأسود وتكوينه

الثقب الأسود، الجسم الكوني ذو الجاذبية العظمى بحيث لا يستطيع أي شيء، ولا حتى الضوء، الهروب. يُشتبه في أنها تتكون من موت وانهيار نجم احتفظ بثلاث مرات على الأقل من كتلة الشمس.

النجوم ذات الكتلة الأقل تتطور إلى نجوم قزمة بيضاء أو نجوم نيوترونية. تم حساب تفاصيل بنية الثقب الأسود من نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين: “التفرد” بحجم صفر وكثافة لانهائية تسحب كل المادة والطاقة التي تأتي ضمن أفق الحدث، المحدد بواسطة نصف قطر شوارزشيلد، حوله.

لا يمكن ملاحظة الثقوب السوداء بشكل مباشر لأنها صغيرة ولا تصدر أي ضوء. ومع ذلك، فإن حقول الجاذبية الهائلة الخاصة بهم تؤثر على المادة القريبة، والتي يتم سحبها وإصدار أشعة سينية أثناء اصطدامها بسرعة عالية خارج أفق الحدث.

قد يكون لبعض الثقوب السوداء أصول غير نجمية. يتكهن علماء الفلك بأن الثقوب السوداء الهائلة في مراكز الكوازارات والعديد من المجرات هي مصدر النشاط الذي يتم ملاحظته.

نظرية ستيفن هوكينغ

وضع ستيفن هوكينغ نظرية حول تكوين العديد من الثقوب السوداء الصغيرة، التي ربما لا تكون أكبر من كويكب، خلال الانفجار العظيم. تفقد هذه “الثقوب السوداء الصغيرة” البدائية كتلتها بمرور الوقت وتختفي نتيجة لإشعاع هوكينغ.

على الرغم من أن الثقوب السوداء تظل نظرية، إلا أن حجة وجودها تدعمها العديد من ملاحظات الظواهر التي تتطابق مع آثارها المتوقعة.

ما هو الثقب الأسود؟

الثقب الأسود هو جسم كوني ذو جاذبية شديدة للغاية لا يستطيع حتى الضوء الهروب منه. عادة لا يمكن رصد الثقوب السوداء بشكل مباشر، ولكن يمكن “ملاحظتها” من خلال تأثيرات حقول الجاذبية الهائلة على المادة القريبة.

ما هو شكل الثقب الأسود؟

تشكل التفرد مركز الثقب الأسود، مخفيًا بواسطة “سطح” الكائن، أفق الحدث. داخل أفق الحدث، تتجاوز سرعة الهروب سرعة الضوء بحيث لا تتمكن حتى أشعة الضوء من الهروب إلى الفضاء.

 كيف يتكون الثقب الأسود؟

يمكن أن يتشكل الثقب الأسود بموت نجم ضخم. في نهاية حياة النجم الهائل، يصبح اللب غير مستقر وينهار على نفسه، وتتطاير الطبقات الخارجية للنجم بعيدًا. يضغط الوزن الساحق للمادة المكونة المتساقطة من جميع الجوانب على النجم المحتضر إلى نقطة حجمها صفر وكثافة لانهائية تسمى التفرد.

أمثلة عن الثقوب السوداء؟

يمكن العثور على أحد الأمثلة على الثقب الأسود في Cygnus X-1، وهو نظام ثنائي للأشعة السينية يتكون من عملاق أزرق ورفيق غير مرئي تبلغ كتلته 14.8 ضعف كتلة الشمس. مثال آخر هو القوس A *، وهو ثقب أسود هائل يوجد في مركز مجرة درب التبانة.

متى تم اكتشاف الثقب الأسود؟

مصطلح “الثقب الأسود” صاغه عالم الفلك الأمريكي جون ويلر بعد عدة سنوات في عام 1967. بعد عقود من معرفة الثقوب السوداء كأجسام نظرية فقط، تم اكتشاف أول ثقب أسود مادي تم اكتشافه في عام 1971.