نهاية الكون و الثقوب السوداء

[محمد ابوزيد]

نهاية الكون و الثقوب السوداء
بقلم د. ياسين مليكي

رئيس قسم الفلك جامعة الملك عبد العزيز

جاءت في محكم التنزيل آيات عظيمة تتحدث عن كيفية نشء الكون وما هوعليه بعد ذلك وما سيؤول اليه عند انتهائه، ولفهم كنه هذه المراحل الثلاث يبذل البشر الكثير من الجهد والمال منذ الأزل، وخاصة العاملين في مجال الفضاء والفلك،وحتى وقتنا هذا علهم يصلون الى ما يكشف شيئا من ذلك الغموض،من تلك الآيات قوله تعالى: }أَن السمَاوَاتِ وَالْأَرْضَ كَانَتَا رَتْقاً فَفَتَقْنَاهُمَا{(الانبياء: من الآية30)

وقوله تعالى : {وَالسمَاءَ بَنَيْنَاهَا بِأَيْدٍ وَإِنا لَمُوسِعُون}َ (الذريات:47)

وقوله تعالى: {يَوْمَ نَطْوِي السمَاءَ كَطَي السجِل لِلْكُتُبِ كَمَا بَدَأْنَا أَولَ خَلْقٍ نُعِيدُهُ}(الانبياء: من الآية104)

ان من أرجح النظريات عن بدء خلق الكون نظرية الإنفجار العظيم والتي توضح أن الكون كان عبارة عن نقطة عديمة الأبعاد لا نهائية الكتلة والطاقة وأنه مع هذا الانفجار نشأ المكان والزمان وهذا مما قد يمكن أن تشير اليه الآية الأولى . ويتضح من الآية الثانية الحديث عن اتساع الكون وتباعد المجرات وما حدث له بعد الانفجار وهي نظرية اتساع الكون.

كما يعتقد بأن الثقوب السوداء قد تكون هي الأداة الكونية التي سخرها المولى ـ عز وجل ـ لطي السماء وما يحيط بها من أجرام،راتقة الكون في نقطة تفرد كما بدأ فما هي الدلالات العلمية المتوفرة حاليا لدينا لمحاولة إدراكه من الآية الثالثة؟ كل ذلك يجيء في محاولة فيما يعرف بالتفسير العلمي . وليس الاعجاز العلمي.

سنحاول هنا التحدث عن الثقوب السوداء وتوضيح بعض الغموض عن خصائصها الفيزيائية وتكونها، كما سنتناول أنواعها ومدى استفادة البشر منها وهل ما زالت نظرية بحتة أم أنه قد رأتها مراصد البشر من على سطح الأرض أو قد رصدتها عيونهم في الفضاء

[محمد ابوزيد]

تطور التقانة الفلكية:

اذا ما نظر الانسان لاول وهلة الى السماء لرآها ساكنة هادئة ولكن الامر في حقيقته ليس كما يبدو عليه، حيث كشف لنا تطور التقانة ان تقلبات الاحوال الفلكية مهولة في عظمتها، فانفجار قنبلة هيدروجينية تبدو كفقاعة مقابل انفجار في غلاف شمسنا القريبة. ويظهر هذا الانفجار كنفخة طفل صغير مقابل عاصفة هوجاء اذا قورنت بانفجارات السوبر نوفا.وانفجارات السوبر نوفا يبدو كنسيم الليل العليل اذا قورن بانفجارات نوى مجرات الراديو وشبيهات النجوم أو الثقوب السوداء . ولقد تطور هذا العلم كثيرا خاصة في نهاية القرن الماضي مما حسن العديد من المفاهيم لدى البشر.

ويمكن تمثيل التطورات التي تراكمت عبر العصور على علم الفلك بخط تصاعدي تتخلله قفزات عملاقة أدت الى تحسينات جبارة في نوعية الأرصاد وكميتها والمعلومات المستنبطة منها خاصة بعد غزو الفضاء بالاقمار التي قد تصل أعدادها الى قرابة التسعة آلاف، والتي أدت بدورها الى قفزة نوعية في تطوير نظرة الانسان الى الكون وكذلك في توسيع آفاق ليس لهما مثيل فتبارك الله أحسن الخالقين. وان من افضل المناظير الفضائية التي أرسلت لدراسة الفضاء والأجرام السماوية بشكل عام المنظار الفضائي هابل، والذي زودنا ببيانات ومعلومات خلال السنوات القليلة الماضية عجز البشر عن الحصول على مثلها عبر مئات السنين من سواها من المناظير الارضية، وسوف نستدل بنتائج أحد أرصاده الجمة لشرح موضوعنا هذا:


تمدد الكون :

لقد تمكن العالم الفلكي أدوين هابل من خلال دراسة تعرف بدراسة الازاحة الحمراء لأطياف المجرات والتي تدل على أن المجرات تتباعد عن بعضها وأن الكون في تمدد مستمر وكلما ازدادت المجرات بعدا ازدادت سرعتها في التباعد عن بعضها .وكانت هذه الدراسة قد تمت في عام 1921 الا أن انشتاين كان قد سبقه بستة أعوام من خلال حله للمعادلات النظرية للنسبية العامة وتطبيقها على الكون والتي استنتج منها أن الكون غير مستقر. وكانت نظرية الانفجار العظيم ما هي الا امتداد لتلك الفكرة والتي نشأت عام 1950 ومفادها أن الكون ما دام في اتساع مستمر فانه لا بد وأن يكون قد انطلق من نقطة وانفجر عنها وذلك قبل 15000 مليون عام قدر انها عمر الكون . وقد حسبت بأخذ مقلوب قيمة ثابت هابل، وهي نسبة تسارع المجرات الى بعدها.

وتوضح نظرية الانفجار العظيم أن الكون قد يصل الى حد أقصى من الإتساع كما انه سيعود للانكماش مرة أخرى اذا ما كان كثافة الكون أكبر من الكثافة الحرجة، ولكن من المعلوم أن كتلة الكون تساوى 10% فقط من الكتلة اللازمة لأن تكون كثافة الكون مساوية أو أكبر من الكثافة الحرجة، فأين تكمن الكتلة المتبقية؟

[محمد ابوزيد]

ويوضح أحد أرجح التفسيرات أن بقية الكتلة اللازمة (90%) قد تكون مستترة في الثقوب السوداء، وهي كما سنرى لاحقا، ليست سوى مواقع في السماء لا ترى ولا ترصد ولا تصدر عنها معلومات مباشرة ولايعرف وجودها الا بأثرها على ما جاورها من مادة أو نجوم، تبارك القائل }فَلا أُقْسِمُ بِمَوَاقِعِ النجُومِ * وَإِنهُ لَقَسَمٌ لَوْ تَعْلَمُونَ عَظِيمٌ{ (الواقعة:76). وتصل هذه الثقوب السوداء الى هذه الحالة والتي تعد مرحلة من مراحل حياة النجوم والتي لا تستطيع أن تنطلق منها الاشعة الضوئية عندما تكون نسبة كتلة نجم ما الى نصف قطره أكبر من قدر معين، وليتخيل القارىء مثالا على ذلك كوكبنا الارض فلكي تصبح الاشعة أسيرة لها فانه لا بد من ضغطها حتى يصل نصف قطرها أقل من 1سنتيمتر، عندئذ لن تعكس الارض أشعة الشمس الساقطة عليها وبالتالي فانه لن يتمكن أحد من رصدها من الخارج لان الاشعاعات لن تغادرها وبذا تصبح ثقبا اسود.


ما هي طبيعة الثقوب السوداء؟

من المعلوم جيدا أنه لو تم قذف كرة تنس مضرب الى الاعلى فانها وبفعل الجاذبية ستعود مرة أخرى الى الارض، وكلما كانت شدة رمي الكرة أقوى كلما كانت سرعة صعودها أقوى كما أنها ستكون أكثر ارتفاعا. ولكن اذا ما قذفت الى الاعلى وبقوة كافية فانها لن تعود ابدا حيث ان شدة الجاذبية لن تتمكن من ارجاعها مرة اخرى، وهذه السرعة التي يجب ان تصل اليها الكرة لتهرب تسمى بسرعة الهروب ومقدارها 11كم/ث، وذلك لاي مقذوف من على سطح الكرة الارضية.

ولقد اصبح من المسلمات أيضا أنه كلما تم ضغط جسم ما الى حجم أصغر، فان شدة جاذبيته ستزداد وبالتالي سنحتاج الى سرعة هروب أكبر، وبالإستمرار طردا في ذلك سنصل الى مرحلة لن يتمكن حتى الضوء من الهروب كما ذكرنا سابقا، وهنا لن يتمكن أي شىء من الهروب لعدم معرفتنا بما هو أسرع من الضوء وتلك هي براثن الثقب الأسود.

لقد تم تطوير النظرة الحديثة للثقوب السوداء بمساعدة النسبية العامة (نظرية الجاذبية لأينشتا ين)، والتي تقول بان الجسم ذو الكتلة العالية يحني الفضاء من حوله (أو بتعريف أكثر دقة : يحني المكان .الزمان ذو الأبعاد الأربعة) وأن المسارات التي تتبعها أشعة ضوء أو جسيمات يحددها انحناء المكان الذي تتحرك فيه هذه الجسيمات، فمسارات الكواكب مثلا يحددها انحناء الفضاء المجاور للشمس.

[محمد ابوزيد]

وبالرغم من أن النسبية العامة ونظرية الجاذبية لنيوتن تعامل ظاهرة الجاذبية بشكل مختلف تماما الا انهم يهدفان الى مفهوم واحد، وهو : لو أن جسما معينا تم ضغطه بداخل نصف قطر صغير جدا فان انحناء المكان سيصل الى حد لن يتمكن حتى الضوء من الهروب من داخل نصف القطر ذلك، ويسمى بنصف القطر الحرج أو نصف قطر شوارزشيلد، وهو عالم رياضيات ألماني استطاع القيام بحل معادلات أينشتاين للاجسام الكروية المضغوطة.ونصف قطر شوارزشيلد يشابه ذلك الذي استخدمه نيوتن عند حساب نصف قطر جسم ذي كتلة ضخمة والذي له سرعة هروب تساوي سرعة الضوء RS= 2GM\C2

G ثابت الجاذبية، M كتلة الجاذبية، C سرعة الضوء.

وبشكل تقريبي تصل قيمة نصف القطر هذه بالكيلومترات الى 0،3، حيث M هي كتلة الجسم مقرنة بكتلة الشمس، فنصف قطر شوارزشيلد للشمس (1=M ) هو 3 لكيلومترات وانجم تصل كتلته 01 مرات قدر الشمس ستكون قيمة K30

Rs=، أما بالنسبة للارض وهي ذات الكتلة التي تصل الى واحد من 332000 من كتلة الشمس فان قيمة Rs تكون 9ملليمتر (لأقل من 1سم) كما ذكرنا سابقا.

تكون الثقوب السوداء:

عندما ينفد الوقود النووي للنجوم فان مصيره سيحدد بمقدار كتلته . والغالبية العظمى من النجوم تصل كتلتها مثل الشمس أو أقل قليلا، ومثل هذه النجوم تنكمش عند موتها بفصل وزنها حتى يصبح ضغط الالكترونات عاليا بما فيه الكفاية، الى حد يمنع الجاذبية من الاستمرار في ضغط النجم وعندها يصبح نجما أبيض قزما ذا حجم يصل الى حجم الأرض ومن ثم فانه يبرد ويتلاشى.

وأما ان كانت كتلة النجم تتجاوز 104 قدر كتلة الشمس فانه أثناء نضوب طاقته سيتهاوى تلقائيا، وخلال هذا الانهيار فان الالكترونات السالبة الشحنة والبروتونات الموجبة الشحنة ستتحد مكونة نيترونات متعادلة، ويتوقف هذا الانهيار عندما يصبح ضغط النيترونات عاليا ليساوى تأثير قوة الجذب للداخل، وبذلك يصبح ما بقي من مادة النجم نجما نيترونيا ذا نصف قطر يصل الى عشرات الكيلومترات وذا كثافة تصل الى عدة مئات من ملايين الأطنان لكل سنتيمتر مكعب.

واذا كانت كتلة الباطن المنهار للنجم النيتروني تتجاوز أعلى قيمة للكتلة المسموحة (أي ما بين كتلتين الى 2 كتل شمسية)، فان النجم سيستمر في الانهيار حتى تنضغط جميع كتلته في نقطة ذات كثافة لا نهائية وهي ما تسمى بنقطة التفرد.

وقبل الوصول الى هذه المرحلة فان النجم المنهار سيعبر من داخل نصف قطر شوارزشيلد الخاص به، مختفيا عن الانظار ومكونا ثقبا أسود، كما قد ينفجر الغلاف الخارجي للنجم على هيئة مستسعر اعظم.

[محمد ابوزيد]

ماهية الثقوب السوداء:

يتكون الثقب الاسود البسيط غير الدوار، من نقطة تفرد مركزية تحيط بها منطقة كروية لها نصف قطر يساوي ذلك لشوارزشيلد وفي نصف قطر هذا تكون الجاذبية قوية جدا حتى لا يتمكن شيء من الهروب منه، وتسمى حدود هذه المنطقة بأفق الحدث، حيث انه لا تصل الى معلومات ولأي حادث ممكن حصوله داخل تلك الحدود أو (الأفق) والى العالم الخارجي (كما في الشكل).

ولو تخيل القارىء أن فوتونا (جسيما لطاقة الضوء) انطلق من نقطة داخل أفق الحدث فانه سيسقط في التفرد، وسوف يهرب الفوتون المتجه خارج منطقة الحدث مباشرة من جاذبية الثقب، بينما لوكان الفوتون منبعثا عند الأفق تماما فانه سيدور هنالك الى الأبد .

وعند مرور أي اشعة ضوئية بجوار منطقة الحدث فانها ستنحرف بتأثير مجال الجاذبية الشديد للثقب، كلما قرب المسار كلما زادت شدة الانحراف حتى نصل الى مسافة 501 قدر نصف قطر شوارزشيلد لذلك فان الاشعة ستسير في مسار دائري الى الابد، كما ستسقط أي أشعة تسير داخل تلك المسافة الى مركز الثقب الأسود، وبفعل جاذبية الثقب الأسود العالية فانه يستمر في جذبه للمواد المحيطة به آسرا اياها ويزداد بذلك كتلة وحجما وعنفوانا.

تباطؤ الزمان والإزاحة الحمراء:

من المفاهيم التي وضحتها النسبية العامة ان عقارب الساعات تسير ببطء اكبر في وجود مجالات جاذبية عالية وذلك عند مقارنتها بالمجالات الضعيفة، وقد أيدت هذا المفهوم العديد من التجارب العملية، ويصبح هذا التباطؤ التجاذبي للزمان كبيرا جدا في مجالات الجاذبية القوية المتوفرة بجوار أفق الحدث للثقوب السوداء.

ولنفترض ان رجل فضاء يحمل معه ساعة دقيقة وهو ساقط من مكان بعيد نحو أفق الحدث لثقب اسود بينما يراقبه راصد آخر من مكان بعيد وآمن،فعندما يكون رجل الفضاء هذا بعيدا عن الافق فان الساعة ستكون متوافقة مع ساعة الراصد كما في الشكل، وعندما تقترب هذه الساعة من الأفق فات تباطؤ الزمان التجاذبي سيكون واضحا أكثر فأكثر، وسيلاحظ الراصد ان ساعة رجل الفضاء تسير من تلك التي لديه.

وعندما يصل رجل الفضاء بساعته الى منطقة الحدث، فان الفترة الزمنية بين اللحظة الأخيرة والتي تسبقها، بالنسبة للراصد، ستكون طويلة بشكل غير متناه، وسينتج الراصد البعيد ان الزمن قد يتوقف بالنسبة لرجل الفضاء كما انه هو وساعته سيدوران حول افق الحدث الى الابد.

أما بالنسبة لرجل الفضاء المتجه نحو مركز الثقب هو وساعته فسيينقضي الزمن بشكل طبيعي حيث انه سيقتحم أفق الحدث ويصطدم بنقطة التفرد بعد حوالي واحد من العشرة آلاف من الثانية، ومع الفارق الكبير الظاهر بين الشخصين، الا أن وجهة نظر كل منهما صحيحة تماما وذلك حسب الاطار المحدد والموجود فيه.

وبالمثل أيضا فان النجم المنهار سيبدو لمشاهد بعيد على انه يدور في أفق الحدث الى الابد، ولكن في حقيقة الامر سيتلاشى ذلك النجم عند وصوله لتلك المنطقة وذلك بسبب الازاحة الحمراء التجاذبية، وهي الظاهرة التي مفادها ان الضوء الخارج من مصدر جذب قوي سيفقد طاقة، فيقل تردده كما ان طوله الموجي سيزداد.

وقريبا من أفق الحدث فان الازاحة الحمراء التجاذبية تكون كبيرة جدا، ولكنها عند الأفق تكون كبيرة بشكل لا نهائي، وعندما يصل النجم المنهار الى نصف قطر شوارزشيلد فان جميع موجات الضوء المنبعثة منه تمتد بسرعة بعيدا عن المدى المرئي، وعندها تكون المسافة بين الموجة النهائية والسابقة لها . وذلك من وجهة نظر المشاهد، كبيرة بشكل لا نهائي، وتكون الطاقة التي تحملها الموجة مساوية للصفر ومن ثم فان النجم المنهار يتلاشى.

[محمد ابوزيد]

الثقوب السوداء المتبخرة:

من المعلوم ان الثقوب السوداء لا ترسل ايا كان باتجاه الخارج ولكنها بدلا من ذلك تستمر في امتصاص اي مادة أو اشعاع يسقط في أفق الحدث.

وعند مقارنة القوانين المؤثرة في تداخلات الثقوب السوداء مع قوانين الديناميكا الحرارية، وبالاخذ في الاعتبار ظاهرة الكم،فقد وضح هاوكنز ان للثقب حرارة محددة ولذا فانه سيشع طاقة وجسيمات.

فثقب اسود ذو كتلة تساوي كتلة الشمس، فان درجة حرارة سطحه ستكون 017 كلفن (واحد من العشرة ملايين من الدرجة فوق الصفر المطلق)، وعند مثل هذه الحرارة لا يشع الثقب الاسود سوى كمية من الممكن اهمالها بل انه سيمتص اكثر مما يشع من المادة والاشعاع.

الا ان درجة حرارة الثقب الاسود تتناسب عكسيا مع كتلته، فلو كان لدينا ثقب اسود ذو كتلة تساوي 0121 كجم( 1بليون طن) فان حرارته ستكون في حدود 0121 كلفن وسيشع بشكل كبير جدا.

وكلما قلت كتلة الثقب الاسود كلما ازدادت حرارته وفقد كتلته ومادته بشكل أسرع،لذا فان صحت فكرة هاوكنز ان الثقوب السوداء ستفقد كتلتها بمعدل سريع جدا، متبخرة وينطلق منها جسيمات وأشعة جاما قوية.



الثقوب السوداء كمصدر للطاقة:

بالرغم من انه لا يوجد طاقة تنبعث من أفق الحدث الا ان المادة الساقطة نحو أفق الحدث تسير بسرعة تقارب سرعة الضوء لذا فان طاقته الحركية ستتحول الى حرارة وطاقة اشعاعية اذا ما سقطت في قرص الالتحام( قرص من المادة يدور خارج أفق الحدث).

ان تحطم نجم ليشكل ثقبا اسود أو التهام كمية هائلة من المادة بثقب أسود، او اصطدام واتحاد ثقبين اسودين هي أمثلة على عمليات لانتاج كميات مهولة من الطاقة، معظمهما على شكل موجات تجاذبية . ومثل تلك الظواهر قد تنتج طاقة مساوية لما يقارب 24% من الكتلة المكونة وهي عملية انتاج وتحرير طاقة اكبر بكثير من تلك التي للاندماج النووي والتي تحرر في النجوم ولاقل من 1% من الكتلة الاساسية .

ان الثقوب السوداء الموجودة في الانظمة المزدوجة والتي تلتهم الكتلة والمادة من النجوم المحيط بها، او الثقوب السوداء العملاقة والتي تبتلع سحب الغاز والنجوم في مراكز المجرات قد تكون من اقوى مصادر الطاقة في الكون .

الثقوب السوداء الدوارة:

قد يتكون الثقب الاسود ذو كتلة ما من اي شيء، فعلى سبيل المثال لن يكون هنالك فارق بين ذلك الذي ينشأ عن نجم منهار وبين الذي ينشأ من كتلة مساوية لسابقه من مادة الورق مثلا، وستكون الخصائص الوحيدة الثابتة والتي من الممكن قياسها من راصد بعيد هي الكتلة، والعزم الزاوي (وهي مقدار كمية الحركة الدورانية بداخل جسم ما ) وكذلك الشحنة الكهربية.

[محمد ابوزيد]

وتختلف الثقوب الدوارة عن تلك المستقرة غير الدوارة في عدد من المفاهيم، حيث يعتمد نصف قطر افق الحدث على كل من الكتلة والعزم الزاوي للثقب الدوار كما يحيط به منطقة على شكل قطع ناقص تسمى الارجوسفير والذي لن ينجو شيء من الانجذاب نحو اتجاه دوران الثقب وكفكرة اولية من الممكن اشتقاق جزء من طاقة دوران الثقب الاسود وذلك بارسال جسيم الى منطقة الاورجوسفير، فاذا ما انشطر هذا الجسيم الى جزئين داخل الاورجوسفير بحيث ان احدهما سقط في الثقب فان الآخر سيظهر حاملا طاقة اشد من تلك للجسيم كاملا وتسمى هذه الظاهرة بظاهرة بنسور وهو اسم مكتشف هذه العملية.

كما ان نقطة التفرد في الثقب الاسود الدوار تكون على هيئة حلقة أو خاتم بدلا من نقطة، ومن الممكن نظريا، لجسيم أو راصد أن يسقط في منطقة أفق الحدث ليتجنب الاصطدام بالتفرد وأن يظهر في موقع آخر من زمان كوننا هذا، ويلاحظ أن هذا الثقب يطوى ما حوله من الكون وبشكل يشبه السجل المطوي، وسيكون بذلك هي المرحلة النهائية والاخيرة من مراحل كوننا هذا كما ذكر المولى ـ عز وجل يوم نطوى السماء كطى السجل للكتب كما بدأنا أول خلق نعيده)



أول دليل لرصد الثقوب السوداء:

لقد ورد مؤخرا أنه قد تم رصد أول دليل مادي على وجود ثقب أسود في مركز كوكبة الدجاجة (سيجنس Xr-1) و الذي يبعد عن الأرض بمقدار 6000 سنة ضوئية، وقد وجد أن الغاز المنبعث من نجم مجاور له يتم سحبه الى ثقبه الأسود، حيث رصد منظار هابل الفضائي ومضات لأشعة فوق بنفسجية من غاز ساخن يدور حول سيجنس Xr-1.

ولا يرصد ذلك الا عندما ينجذب الغاز خلال الحافة الخارجية للثقب الأسود أو ما تسمى بأفق الحدث، ولم يتمكن منظار هابل من رصد هذه المنطقة لأنها صغيرة جدا بالاضافة لبعدها الشاسع ولكنه رصد حالتين لاشارات اشعة فوق بنفسجية متلاشية لغاز ساخن يدخل الثقب الأسود أو ما يعرف بنبضات القطار المتلاشية وقد تم أخذ هذه الأرصاد من على بعد 1600 كم فقط من افق الحدث، وكان أحدهما له ست نبضات متلاشية والآخر له سبع، وقد استغرقت كل منهما قرابة 0.2 من الثانية.

وأخيرا سنتناول الأهداف الرئيسة من دراسة الثقوب :

أولا : أنها تؤكد على صحة النظريات الموضحة للمراحل التي يمر بها الكون بدءا من الانفجار العظيم أو الفتق حتى نهايته أو الرتق، وأنها دافع قوي للتفكر والتدبر في آيات اعجاز الخالق في الكون، وأنها كلام الله الخالق الذي أبدع هذا الكون بقوة وحكمة وقدرة وعلم.

ثانيا: أنها من أقوى مصادر موجات التجاذب، وقد يستطيع البشر مستقبلا استغلال الطاقة الصادرة منها.

ثالثا: بدراستها نستطيع أن نتعرف على قوى أساسية في الكون وهي الجاذبية.

رابعا: بحث البشر الدؤوب للمعرفة وخاصة أنها من أكثر الأجرام السماوية غموضا في الكون.

[QuarK]

السلام عليكم جميعا...
في البداية أود تهنئة جميع الاعضاء بمناسبة افتتاح منتدى متخصص في علوم الفيزياء الفلكية، وأشكر كثيرا الأخ
abuzedgut على ما قدمه في اليوم الأول..
لكن لي اقتراح، اود ان يراعى في المرات القادمة،،،
عندما يكون الموضوع طويلا هكذا، أرجو وضع الوصلة التي أخذ منها الموضوع،مع بعض التعلقات على النقاط التي تستاهل النقاش
هذا أدعى للتفاعل كما أرى...

أما الآن فلنناقش ما أورده الاخ مشكورا:

في البداية عند الحديث عن تمدد الكون،

"وتوضح نظرية الانفجار العظيم أن الكون قد يصل الى حد أقصى من الإتساع كما انه سيعود للانكماش مرة أخرى اذا ما كان كثافة الكون أكبر من الكثافة الحرجة، ولكن من المعلوم أن كتلة الكون تساوى 10% فقط من الكتلة اللازمة لأن تكون كثافة الكون مساوية أو أكبر من الكثافة الحرجة، فأين تكمن الكتلة المتبقية؟ ويوضح أحد أرجح التفسيرات أن بقية الكتلة اللازمة (90%) قد تكون مستترة في الثقوب السوداء، "


وضع الفيزائي والرياضي الروسي "ألكسندر فريدمان" طرق لتفادي تنبؤات النسبية بأن الكون ساكن( وقد تراجع آينشتاين فيما بعد عن ثابت النسبية الكونية الذي أدخله في النظرية فقط لجعل الكون ساكنا)، وفي شرحه وضع ثلاث نماذج للكون:
النمط الاول من الكون يتوسع فيه الكون ببطء كاف تتمكن الجاذبية من ابطائه أكثر فأكثر إلى ان توقفه في النهاية(وهذا ما تتحدث عنه:الانسحاق العظيم).
2. النمط الثاني:يتوسع الكون بسرعة كبيرة بحيث تعجز الجاذبية عن ايقافه رغم انها تخفف قليلا من سرعة توسعه.
3. النمط الثالث: يتوسع الكون بسرعة تكفي فقط للحيلولة دون عودته إلى التقلص فالتقوض
وهكذا ترى أنه ليس من الضروري أن تكون النظرية الوحيدة هي نظرية الانسحاق العظيم...

وبالنسبة للمادة المتبقية: تقول انها مكونات الثقوب السوداء، لكن العلم الحديث يقول ان الـ 90% هذه هي مادة معتمة او مظلمة ولا يعلم احد حتى الآن مكوناتها، بعضهم يقول أنها بقايا الانفجار العظيم من جسيمات وجسيمات مضادة، وحتى افتراض أن المادة المتبقية هي مكونات الثقوب السوداء لم يكف لأنها حسب حساباتهم لم تمثل الا 1% من الكمية المطلوبة، ولغاية الان لم يثبت شيء بعد...

نعم كما تقول،

تتنبأ النسبية العامة أن الزمان يبدو أكثر تباطؤا بالقرب من جسيم ذي كتلة كبيرة كالأرض ، ذلك لأن هناك علاقة بين طاقة الضوء وبين تردده، فكلما كانت الطاقة كبيرة،كان الترد اعلى.وعندما يسير الضوء إلى اعلى داخل حقل الجاذبية الارضي، يخسر طاقته، وبالتالي ينخفض تردده( أي تطول الفترة الزمنية بين رأس الموجة وبين الموجة التالية). فالبنسبة للراصد على الأرض يبدو أن كل شيء يستغرق وقتا أطول في حدوثه.. وقد تم اختبار هذا تجريبيا بوضع ساعتين دقيقتين في أعلى واسفل برج للمياه، وتبين ان الساعة التي في الأسفل أبطأ في سيرها من الساعة التي في الأعلى

نكمل الآن...

تتحدث عن نصف قطر شوارزشيلد الخاص، وما أوردته مفهوم، لكن دعني أتحدث انا عن حدود "تشاندرازيخار"

تشاندرازيخار هو طالب هندي أشرف الفلكي البريطاني أدينتغون على رسالته في الفيزياء الفلكية، وهو من توصل إلى الحدود التي تنهي حياة النجم، وهي - بصورة بسيطة - ما يلي:
حدود تشاندرازيخار هي كتلة تعادل مرة ونصف كتلة الشمس، الآن
1. دون حدود تشاندرازيخار: يستقر النجم على شكل قزم أبيض لا يتجاوز نصف قطرة عدة آلاف من الاميال، وكثافة مئات من الاطنان في الانش الواحد.
2. فوق حدود تشاندرازيخار: يتحول النجم إلى ثقب أسود

والحديث عن الثقوب السوداء يطول كثيرا، وقد أردت وبصدق في المنتدى ان نبدأ من الصفر، نتحدث عن الانفجار العظيم، معنى المفردة، نظريات التوسع، تكون الكواكب، النجوم، وبالتفصيل...
لكنك قدمت كل شيء في طبق واحد!!..شكرا لك على كل حال

ما أردت قوله عن الثقوب السوداء هو : الثقوب السوداء تشع حرارة أخي الكريم، وقد أثبت هذا علامة العصر ستيفن هوكنج وزميله روجر بنروز، وقد تم تسمية الشعاع الخارج باسم "شعاع هوكنج"...

وهناك الكثير لتعلمه عن هذا الاشعاع وكيف يسير بسرعة تفوق سرعة الضوء، وذلك باستعمال مبدأ جمع التوارخ لفينمان.

طاقة الثقوب السوداء هائلة وهذا مفهوم، لكن من المستحيل، عمليا، الان استغلالها، لأنه يجب ان تقترب من الارض أولا، وانت لا تضمن ما سيتبقى من الكوكب حينئذ!!!

موضوع الثقوب السوداء الدوارة والثابتة طويل للغاية، وسنناقش كما اتفقنا الامر بالتفصيل

مني أغلى تحية...
والسلام عليكم


كــــــــــــــــــــــوارك

[فيزيائي النوبة]

ايه دة
من أول يوم يا خونة
و لتاني مرة من غيري
لأ
كدة كتير قوي
أنا حبتدي أزعل

عامة ألف مبروك علينا المنتدي الجديد
و ألف مبروك علي الأخ كوارك الاشراف ( وقعت في المصيدة و لاحدش سمي عليك )

و ألف مبروك علينا جميعا وجود أخ عزيز مثل abuzedgut ليغمرنا بمقالاته

و السلام ختام

[محمد ابوزيد]

اخى العزيز quark , اخى العزيز فيزيائى النوبه (مش هقولك انا من فين )
ما شاء الله المنتدى ملىء بالحيويه بوجودكما معا بارك الله فيكم

[QuarK]

وبارك فيك ونفعنا بعلمك...

المنتدى بحق يحتاج حيوية...
ننتظرك معنا...
ولو انني أردت ان تعلق على ما ناقشناه في الموضوع نفسه أنت وفيزيائي النوبة...

لك منا اغلى تحية والسلام

كـــــــــــــــــوارك

[أبو فيصل]

موضوع ممتاز جدا ...



بارك الله فيك ..




لكن عندي سؤال يا ريت تجاوب عنه ...




لو افترضنا رجل يبعد عن ثقب اسود مسافة كافية للافلات من جاذبيته ..



ثم فرضنا أنه اقترب حتى تمكن الثقب من سحب الرجل ...




ما المدة التي سوف يستغرقها الرجل للوصول إلى نقطة التفرد للثقب الأسود البسيط ... ؟



وهل سوف يرتطم بنقطة التفرد ... أم ماذا سيحصل له ... ؟



وكم ستكون سرعته آن ذاك . ؟

[QuarK]

تحياتي أخي ولد أبوي،،
بالتأكيد سنفرد درسا خاصا للحديث عن الثقوب السوداء : كيفية تكونها وماذا يحصل حولها وفيها...
ورغم أن الدرس الثاني قد انتهى، إلا أنني سـأؤجل وضعه هنا حتى نكمل النقاش حول ما طرحته..
تقول في تساؤلك: "افترضنا رجل يبعد عن ثقب اسود مسافة كافية للافلات من جاذبيته ..

ثم فرضنا أنه اقترب حتى تمكن الثقب من سحب الرجل ...

ما المدة التي سوف يستغرقها الرجل للوصول إلى نقطة التفرد للثقب الأسود البسيط ... ؟

وهل سوف يرتطم بنقطة التفرد ... أم ماذا سيحصل له ... ؟

الآن: دعنا نتخيل معا، لو وجدنا رائد فضاء شجاع قبل الوقوف على سطح النجم المنسحق(والذي سيتحول إلى ثقب أسود في غضون ساعات قليلة)، وكان يرسل اشارات منتظمة كل ثانية إلى مركبته الفضائية، في وقت ما حسب ساعته ، سوف يصل النجم إلى ما دون نصف القطر المحدد، فيصبح حقل الجاذبية من الشدة بحيث لا شيء يستطيع الافلات،فلا تعود إشاراته تلك تصل إلى مركبته الفضائية،، ومع اقتراب وقت الانسحاق ذاك، سيجد رفاق الرائد الفضائي أن الفترات التي تفصل بين اشارات زميلهم الشجاع ستطول،إلا ان تأثير هذا الطول سيكون ضئيلا جدا قبل زمن الانسحاق بثانية واحدة، لكنهم سوف ينتظرون اشارته المنطلقة عند لحظة الانسحاق الى الابد لأنها لن تفلت مطلقا من الثقب..
هذا بشكل عام بالنسبة للإشارات المرسلة..
أما سؤالك بخصوص ما يستغرقه الرجل للوصول إلى نقطة التفرد البسيط..
أنت تفترض يا عزيزي انه سيصل!: لكن الواقع أن الجاذبية تضعف كلما ابتعدنا عن مركز النجم- ولأنك تتحدث عن جاذبية هائلة كتلك التي يملكها الثقب الأسود- فإن قوة الجاذبية على قدمي رائد الفضاء الشجاع هذا ستكون أكبر منها بكثير عند رأسه، وهذا الفارق سيمط الرجل طوليا( والأمر سيحصل حرفيا وليس مجازا) ليتحول إلى سباجيتي كونية من الذرات!!، أو أن يقطعه النجم نصفين قبل أن يتقلص إلى نصف القطر الحاسم الذي يتكون عنده افق الحدث.. هو في الواقع لن يشعر بأي شيء خاصة عند بلوغه نصف قطر القطر الحاسم، ويتخطى نقطة اللاعودة من دون ان يشعر بها.. ولكن في غضون ساعات قليلة فقط، ومع استمرار المنطقة في التقلص يصبح الفارق بين قوتي الجاذبية على رأسه وقدميه كبيرا جدا، بحيث يقطعه ذلك إلى نصفين كما قلنا من قبل...


على افتراض أنه سعيد الحظ ولم يتحول إلى مسبحة ذرّات!!، ما الذي سيحصل عند اصطدامه بالمفردة!؟؟
هناك حلول للنسبية العامة تقدم فرضيات في هذا الشأن، لكن دعنا نتحدث قليلا عن نظرية روجر بنروز التي يقول فيها" إن الله سبحانه وتعالى يمقت التفرد العاري"..
وأظن ان كلمة التفرد العاري واضحة: وهي تعني أن يستطيع أي مشاهد من الخارج ان يرى التفرد واضحا، وهذا غير موجود، لأن كل تفرد محمي بأفق حدث يمنع المشاهدين من الخارج من رؤية ما يحدث في الداخل..ونحن نعرف ان أفق الحدث هو منطقة من حدود الزمكان لا يمكن الإفلات منها – أي أنها تعمل كغشاء ذي اتجاه واحد :: قد تقع اجساد بعض رواد الفضاء الغافلين في الثقب الأسود، لكن شيئا لن يخرج منه على الاطلاق..
من المعروف أن جميع القوانين الفيزيائية تتعطل عند المفردة، وهذا هو السبب الذي يجعل العلماء عاجزين حتى اللحظة عن إيجاد نظرية لكل شيء، أو النظرية الموحدة..
لذا، هناك بعض حلول للنسبية كما قلنا، تمكن رائد الفضاء هذا من رؤية المفردة (عارية) : فهو قد يتمكن من تفادي الاصطدام بالتفرد،فيقع بدلا منها في وسط ثقب دودي ( WormHoles والمعنى شبه ممر خاص مأمون كالذي تحفره الدودة) ويخرج عبر منطقة أخرى من الكون ، وقد يؤدي هذا إلى امكانيات السفر عبر الزمكان ، ولكن يبدو ان هذه الحلول كلها خيالية، لأن أي اختلال في الثقب الدودي مثل وجود الرائد الفضائي فيها ، قد يبدلها بحيث لا يرى الرائد هذا التفرد، بمعنى ان الزمان سينتهي بالنسبة له!!، او ان هذا التفرد سيكون في مستقبله على الدوام وليس في ماضيه( هل تفهمني: الانتقال عبر الثقوب الدودية يعني السفر نحو الى المستقبل، وسيكون هذا حدثا مستقبليا لا يمكن تذكره!، لأن الانسان لا يتذكر الا الماضي!!)..
هذه حلول نظرية للمعادلات، لكن لا يمكن تحقيقها بحال لأنها تتعارض مع قوانين الرقابة الكونية!!:لا يمكن تغير الماضي أو معرفة المستقبل...
إذن أي شيء أو أي فرد يقع في منطقة افق الحدث ، سوف يبلغ سريعا منطقة الكثافة اللامتناهية تلك، ونهاية الزمان...


التفاصيل مشروحة في كتاب: موجز في تاريخ الزمان لستيفن هوكنج...


تحياتي الخالصة..





كــــــــــــــــــــــــــوارك

[أبو فيصل]

شكرا لك اخي ... على الشرح الموجز والجميل

[QuarK]

أتمنى ان تكون فهمت ما وضعته يا ولد ابوي


لك مني تحية
والسلام

[محمد ابوزيد]

احسنت اخى كوارك

اخوكم / محمد ابوزيد