الثقوب السوداء

[Mohamad Magdy 0]

بسم الله الرحمن الرحيم

" والنجم إذا هوى"

 

الثقوب السوداء

 

إن الحديث عن الثقوب السوداء ليس حديثاً ، ففى عام 1798 ناقش بيير لا بالاس Pierre Laplace إمكانية وجود أجسام بالغة الكثافة ، بدرجة لا يستطيع الضوء أن يهرب من جازبيتها .. ولم تلق الصورة التى عرضها لابلاس حينئذ أى إهتمام من أحد .. فغرقت فى بحر النسيان ، إلى أن أعيد بعثها فى ثوب جديد مع ظهور النظرية النسبية الخاصة سنة 1905 ، والعامة سنة 1916 ، التى دحضت ما أعلن نيوتن منذ 300 سنة ، على أن الطتلة والطول والزمن ، كميات مطلقة وثابتة بالنسبة للراصد فى الإطار الكونى ، وأن الفراغ الذى تعيش فيه مستوى الأرض والمنظومة الشمسية والمجرة والكون نفسه كلها منظومة إقليدية كاملة ( نسبة إلى إقليدس فى الهندسة المستوية ) ذات أبعاد فراغية ثلاثة ، بسيطة ، وملموسة أو هكذا تبدو للعيان .

 

وتغيرت صورة الجاذبية التى تتطاول بأذرعها الأخطبوطية لتتغلغل فى الفراغ البعيد فتلوى عنان الكواكب فى قبضة الشمس وتأسر النجوم فى خطوط القوى المجرية ، وتهيمن الأنظمة المجرية العليا على حشود المجرات فى إنتظام عجيب .

 

ودخل الزمن بعداً رابعاً فغير نظرتنا للفراغ بشكل جذرى ، فبدت كل القوانين الفيزيائية الكلاسيكية وعوالم نيوتن بصفة خاصة تقريباً بالنسبة للظروف الأرضية العادية والبيئة المحيطة . ولكن هذة القوانين نفسها جاءت قاصرة بالنسبة لظروف أخرى ، مثل السرعات العالية ، والمجالات المغناطيسية الكثيفة . إلا أن نسبية أينشتاين وضعت نموزجاً للجاذبية على أنها نتاج مباشر ، لإنحناء الفراغ الموضعى ، أو بلغة أدق ، الفراغ الزمنى ، أو بلغة علمية إنحناء الزمكان curvature of space-time ، وهذا التعبير يرتكز على الإقتران الوثيق بين الفراغ المنحنى من أثر الجازبية ، والزمان السرمدى . وترى النظرية النسبية للوهلة الأولى ، أن الجاذبية ما هى إلا نتاج طبيعى لشكل " الزمكان" حول أى جسم له كتلة . وتبعاً لذلك كلما زادت الكتلة كلما زاد " بئر الجازبية " gravity well حول هذة الكتلة ، بالإضافة إلى تأثير الكثافة ، بمعنى أنه ىكلما زاد الإنضغاط فى هذة الكتلة ، كلما زادت أنحدارية حوائط بئر الجاذبية . فإذا طبقنا هذة النتائج على الشمس التى تكون 99.99% من كتلة المجموعة الشمسية ، فإن الإنخفاض فى الزمكان الخاص بموقع الشمس ، سوف يمتد إلى خلف مدار كوكب بلوتو .

 

ونتيجة لذلك فإن كل جسم لا يستطيع ضياؤه الفكاك من بئر جاذبيته ، يعتبر ثقباً اسوداً ، إذا زاد وزنه عن وزن الشمس ثلاث مرات . ولا توجد مواصفات محددة تحديداً صارماً للحجم الممكن للثقب الأسود . ولذلك تأتى الثقوب السوداء على كل الأحجام بدءاً من ثقوب بحجم رأس الدبوس ، تكونت منذ الإنفجار الكبير Big Bamg الذى نشأ الكون عنه . إلى حجم الفيل فى مركز المجرات النشيطة ، إلى حجم كالشمس ولكن وزنه يفوق وزنها بليون أو تريليون مرة .

 

نشأة الثقب الأسود The Origin Of The Black Holes

 

لقد إتفق الفكر العلمى عن فرضية وجود جسم له خصائص الثقب الأسود ثم إجتهد بعد ذلك فى رصده والبحث عنه . وربما كان ذلك ضرباً من الإلهام ، أو سداً لحاجة بعض الدراسات النظرية لوجود مثل هذا الجسم . وقد أقر الفلكيون نشأتها ، بعد أن ظهرت إمكانية حدوث تضاغط شديد فى المادة ، عندما تتنامى الجاذبية ، حتى لا يسمح للضوء بمغادرة مصدره .

 

وحتى ينشأ ثقب أسود لابد من تنضغط كتلته حتى تعادل السرعة الكونية الثانية للهروب منه ، سرعة الضوء على الأقل ، ويسمى نصف قطر الجسم فى هذة الحالة بنصف القطر التجازبى gravitational radius . ويعتمد ذلك على إنضغاط المادة داخل الجرم ، ليتساوى نصف قطره مع نصف قطره التجاذبى .

 

وحتى تتحول الكرة الأرضية مثلاً إلى ثقب أسود ، يجب أن تنضغط مادتها ليصبح قطرها 1 سم . وبالنسبة للشمس يجب أن يصير قطرها 3 كم . ولكى يغادر الضوء أو المادة ثقباً اسوداً ، لابد أن تزيد سرعتها الكونية الثانية .

 

وتبعاً للنظرية النسبية ، لا يوجد ما هو أسرع من الضوء ، ولهذا لا يمكن أن يغادر الضوء أى ثقب أسود . ومن ناحية أخرى فإن إتضغاط الجسم يستمر ، حتى تصل كتلته إلى قيمة حرجة ، لم تتعين حتى الأن ولكن نصف قطره يجب أن يقل حتى يصل إلى ما يعرف بإسم نصف القطر الحدى أو العتبة threshold radius .

 

إن الشىء الغريب فى سلوك الثقوب السوداء هو عدم توقفغها عن الإنكماش ، وحتى تصل إلى حجم اقل من الذرة ، تستمر فى الإنكماش ليصبح القطر صفراً ، وهى الحالة التى تعرف بالإنفرادية singularity وهو شىء بعيد عن تصوراتنا ، ولا أحد يعرف على وجه التحديد ، ما الذى يحوا دون وصول النجم إلى حالة الإنفرادية هذة . فالإنفرادية إذن نقطة فريدة فى الفضاء ، تبين المعادلات الفيزيائية ، أنها ذات كثافة لا نهائية ، وبلا أبعاد ، ولا تسرى عليها القوانين المعروفة . وهى تمثل الضغط اللانهائى والحجم المتلاشى .

 

الثقب الأسود المثالى Ideal Black Hole

 

هى حالة ثقب اسود ساكن وصفه الفلكى الألمانى كارل شوار شايلد ، بعد إكتشافه لمعادلات المجال النسبى عام 1916 . وهو الحد الذى يفسر معنى كتلة الثقب الأسود . ومن الصعب فهم كيفية نشوء هذا الجسم فى الكون الواقعى ، ففى حدود الخمسين كيلومتراً الأولى بعد المركز يقع ما يعرف باسم كرة الفوتونات وفى المنطقة التى ينحدر اليها الفوتون من الخارج ، ليدور فى مدارات مغلقة دائرية ، والفوتونات التى تاتيها من الداخل ، ترتد لتعود إلى المركز . وفى حدود ثلاثين كيلو متراً من المركز ، يتميز السطح المعروف باسم أفق الحدث envent horizon وهو الحد الذى يتعذر بعده خروج أية معلومة عن الثقب الأسود ، بأنه الطريق بلا عودة إلى المركز . فما هى طبيعة المادة بالقرب من المركز ؟ وما هى الحالة التى عليها وهى دون أفق الحدث ؟ ذلك ما لم يفسره كارل شوار شايلد فى نموذجه .

 

ثقب كير الأسود Kerr Black Hole

 

الواقع أن الثقوب السوداء تدور فى حركة مغزلية ، ويغير المغزل فيها إتجاهه قطرياً وقد عبر عن ذلك الفلكى كير فى حلوله لمعادلات المجال لأينشتين عام 1933 . ويتناول فى هذا الحل الثقب الأسود المغزلى الذى يبين أن الخروج من حالة الثقب الأسود الساكن إلى الثقب الأسود الدوار ، يستلزم انفلاق أفق الحدث إلى شطرين . ثم تتغير خصائص الإنفرادية بطريقة منطقية . وعملية انفلاق أفق الحدث فى حد ذاتها نوع آخر من الإنفرادية . وإنفرادية الزمكان ، تجعل ثقب كير الأسود يتطاول ليحتوى تخيلاتنا المتعلقة بنقطة الإنغلاق ، وربما لا ينقصها سوى رسم توضيحى لتمثيل الزمكان حول الثقب الأسود .

 

هل هناك ثقب أبيض White Hole

 

مما سبق نرى كيف تكون الثقوب السوداء الدوارة هى ابواب دهاليز الزمكان ، المؤدى إلى الأكوان الآخرى .. فالمادة والطاقة حتى فى أدنى درجات تنسيقها مثل بقية المخلوقات يمكن أن تتبع ممرات أشباه الزمن خلال هذة الدهاليز الموصلة بين الأكوان المختلفة . وتسمى النهاية المقابلة للثقب الأسود بالثقب الأبيض ، ومما يمكن أن ينغمس فى قلب ثقب أسود فى كوننا قد يكون خارجاً باندفاع من ثقب أبيض فى كون آخر .

 

ثقب أسود فى قلب الطريق اللبنى Black Hole In The Milky way

 

رغم أن عصرنا هو عصر الإكتشافات الفلكية ، واصبحت الدهشة لا تصيبنا ، كلما سمعنا عن إكتشاف لمذنب او لمجرة أو سديم .. إلا أننا نصاب بالدهشة قطعاً كلما سمعنا عن ثقب أسود جديد . نظراً لأن الذى يعرف منها اليوم يعد على الأصابع . والذى يلفت النظر هو قلب مجرتنا ، بعد أن عرفناها مع غيرها من المجرات حتى أصبح من قبل أن يتطور علم الفلك الراديوى ، وفلك الأشعة تحت الحمراء أو الفوق بنفسجية ، فما بالنا وقد اصبح الوضع مختلفاً بعد إستعمال وسائل التقنية الحديثة . وقلب الطريق اللبنى لا تدركة أبصار الإنسان بسبب المادة التى تحمى عنا ضوءه . ويصل تعتمه إلى القدر النجمى الثلاثين . والتى لا يستطيع أن ينفذ إليه سوى " النوافذ الرصدية المختلفة" Observational Windows التى تصل إلينا بكامل قوتها مثل أشعاعات اكس وجاما وعاليات الطاقة .

 

وقد غستقر لدى الفلكيين على مدى عدة سنوات ، بعض المعلومات التى تنبئ عن وجود ثقب أسود فى مركز الطريق اللبنى . وأول إعلان عن ذلك جاء على لسان لاسى J.lacy من جامعة كاليفورنيا ، وفى مطلع عام 1979 ، حينما أعلن عن وجود كتلة قطرها 8 مليون شمس على بعد سنة ضوئية ونصف من مركزالمجرة. وقد أعلن أن قطر هذا المصدر الذى يبعد عنا حوالى 30 ألف سنة ضوئية يبلغ عشر مرات فقط قدر مدار الأرض . ولو كانت كثافتها قدر كثافة الشمس لكان قطره أكبر من ذلك أربعة آلاف مرة .، ومعنى ذلك أن هناك إنضغاطاً كبيراً فى كتلته ، هو الذى يؤدى إلى إنضغاط الحجم لهذا الحد ، بالإضافة إلى أن كمية الأشعاعات المنبعثة من هذا المكان ، يؤكد وجود عمليات أرقى من الإنشطار النووى .

 

وفى أبريل من نفس العام قدم روبرت براون Robert L.Brown من المرصد القومى للفلك الراديوى بالولايات المتحدة ، دليلاً حديثاً عن وجود مصدر مركزى منضغط جداً وحين استعرض الصورة الراديوية التى حصل عليها عند الطول الموجى 6 سنتيمترات بالمقراب الراديوى ذى المصفوفة الهوائية فائقة الطول very large array فى نيو ميكسيكو .

 

وقد تغيرت الشدة الضوئية لقبل المجرة بعنف ، من يوم لآخر . ولكن التغير كان يقع فى خلال دقائق قليلة . وإستنتج براون من دراسته أن هذا الجسم يتراوح بين وحدة فلكية وأربع وحدات فلكية ونصف ، والبرق الضوئى العالى لمركز المجرة مصحوباً بحجمها المنضغط ، هو الذى يؤيد وجود ثقب أسود فى قلبها وسواء صح ذلك أم لا ، فإن الظواهر الضوئية المنبعثة من مركز المجرة ، يضعها فى مصاف المجرات النشيطة أو السيرفيرت أو حتى أشباه النجوم .

 

وأكدت بعض الدراسات أن الثقب فى قلب المجرة يبلغ عرضه ثلث سنة ضوئية ، هذا العرض يدخل بالطبع فى طول المجرة الذى يبلغ 120 ألف سنة ضوئية . ومنذ عام 1974 وفلكيو علم الفلك الراديوى متأكدون من وجود شىء ما يلمع بقوة غير عادية ، فى مركز المجرة وقد أوضحت الصور أن المصدر SGR A فى مجموعة القوس هو مركز المجرة . وتعتبر الوحيدة بين المجرات كلها ، التى يمكن رؤية مركزها بهذا الوضوح .

 

 

محمد مجدى

 

[smart911 0]

اشكرك اخ محمد مجدي على هذا التقرير الرائع

[Mohamad Magdy 0]

اشكرك اخى الكريم

 

محمد مجدى

[WAN 0]

اعتقد بأني دخت في هذا الموضوع .. ويحتاج بعض الشيء الى شرح .. يوجد امور لم افهمها جيداً.. سأعقب مره اخرى في يوم اخر

[علي المرزوق 0]

شكراً أخ محمد مجدي على البحث الرائع

 

ونتمنى ان تتحفنا دائماً بمثل هذه المقالات

[Jinan 0]

يعطيك العافية أخ مجدي..

[Mohamad Magdy 0]

أشكر لكم جدا تعقيبكم الطيب

 

محمد مجدى

[WYP2005 0]

بسم الله الرحمن الرحيم

ماشاء الله موضوع جدا متميز ومفيد .....................

لكن بصراحة أنا مرة محتاجه كتب ومراجع وبشكل أدق مواقع ممكن تفيدني بهذا الموضوع

لإن عندي بحث علية 25 درجة ولازم أسلمة في مده أقصاه شهر وأنا بصراحه بعيده عن الفلك وما أقول طبعا

الموضوع مايهمني أو يمتعني لكن أنا الخلفية صفر عندي عن هذا الموضوع ...............

وإذا ممكن ياأخ محمد تساعدني بالنقاط الرئيسية أكون شاكرة لك...

 

 

[moonshine 0]

شكراً أخ مجدي على الموضوع بالواقع لم أقرأ كل الموضوع بعد لأن عقلي اليوم ما عل بفتح .

و الموضوع لازم الواحد يكون رايق بس أنا قرأت البداية و شكله موضوع متميز .

و أخ WYP2005 إذا كنت محتاج مواقع عن الموضوع حاول الدخول إلى موقع بحث

[WYP2005 0]

عفوا ياأخ moonshine إ يش تقصد بموقع بحث!

على فكرة الموضوع جدا حساس ولازم يكون بE لإني طالب دراسات عليا وهذا الموضوع له علاقه بمادة مهمة جداعندي واساسيه بنفس الوقت يعني المواقع العربي مارح تفيدني بشي غير الخلفية اللي أنا متأكدة إنها بسيطه جداً

على كل سؤالي هل هناك من أحد متخصص بهذا الموضوع من أي جامعه في KSA بلدنا الحبيب أقدر أستفيد منه

وشكرا جزيلا .............

[moonshine 0]

في البداية أنا بنت الكل ما بنتبه بس معكن حق.... فقررت أصمم توقيع بناتي .

نرجع للموضوع مواقع البحث العربية ما بتفيد و 99% معلومات للهوات لأن المواقع ما متخصصة بالموضوع و إذا صدف وجدت بكون بعد بحث 100 سنة و للأسف إذا كنت تحتاج موضوع محترم و مستوفي كل العناصر لازم ترجع لمرجع أجنبي و تأخذ أفكار

إذا بحثت كثير على الانترنت بعد عناء تلاقي واحد بس ما راح يكون بالمستوى المطلوب

فنصيحة مني تذهب لمكتبة محترمة ودور على مرجع و ترجم الأفكار .

 

[WYP2005 0]

شكرا عزيزتي بس ودي أسألك لك علاقة بالفيزياء أو الفلك أو إنت مجرد هاوي

[moonshine 0]

للاسف معلوماتي بالفيزياء بسيطة جداً و ما بتفيد و كان ودي إني أساعدك بس أنا مازلت بالمدرسة و قررت أدخل فيزياء بالجامعة يمكن بعد سنتين سأساعدك

[سالم الجعيدي 0]

يا أخوات

المتخصصون هنا في الفيزياء الفلكية هما مستور الأحمري

والأستاذ أنور آل محمد

طالما أنكم تبحثون عن نقاط تساعدكم في البحث وأسماء مراجع فلكية في الفيزياءالفلكية

 

 

[WYP2005 0]

شكرا جزيل ................

بس كيف أقدر أوصل لهم.......................

[المستور 0]

بسم الله الرحمن الرحيم

 

تحية لكل الذين عقبوا على هذا الموضوع .

وفي الحقيقة , لم اعقب عليه بسبب انشغالي بالاختبارات الأسبوع الماضي , وسأحاول بإذن الله في اليومين القادمين أن أفيد الأخت السائلة عن هذا الموضوع من خلال مناقشة رؤية الثقب الأسود من منظور الفيزياء الفلكية التي لم يتم طرحها بالتفصيل , متمنيا ان تكون عونا لكي أختي السائلة بالإضافة إلى البحثين الموجودين في هذا المنتدى , وأدعو في نفس الوقت الأستاذ محمد مجدي إلى تقديم الإضافات حول هذا الموضوع والأستاذ أنور آل محمد كذلك , وكل من يستطيع المشاركة ..

 

تمنياتي للجميع بالتوفيق والنجاح

مستور الاحمري

 

[المستور 0]

بسم الله الرحمن الرحيم

هنا بعض الاضافات عن الثقوب السوداء من خلال طرح مثال توضيحي بالاضافة الى ما ينتج عن الثقوب من اشعة تساهم في رصدها كما يحوي كيفية قياس الكتلة الساقطة في الثقب الاسود وما الى ذلك ,

الثقوب السوداء :

 

الثقب الأسود هو منطقة من الفضاء الزمكاني تكون فيها الجاذبية عالية جدا بحيث لا يمكن أن يغادرها شيء ولا حتى الضوء يستطيع الهروب منها , والأمر الوحيد المؤكد أنها كتلة صغرى تكون منضغطة في حجم صغير وهي تصل في نهاية الأمر إلى ثقب اسود منخفس بجاذبية خاصة كبيرة جدا . الغاز المنضغط يقوي ويدعم الأقزام البيضاء والنجوم النيترونية , ولكن عندما لا تعرف قوة فيزيائية تستطيع إيقاف ابتلاع الكتلة لنفسها تلك تسمى الثقوب السوداء . وتلك الكتلة الصغرى ليست كبيرة ( حوالي 3 مرات كتلة الشمس ) . ولا مادة تستطيع تحمل هذا الانضغاط تكون نقطة من المادة , حجمها يواصل التقلص إلى أن يصل إلى الصفر والكثافة ستزداد إلى أن تصل المالانهاية . ولا يمكن ضبط أي من هذه الحالات بدقة في الواقع بالنسبة لجسم حقيقي في هذا الكون . وهذا الانخساف النظري للكتلة الغير دوارة التي لها نقطة منفردة تساوي صفر من الحجم ومالانهاية في الكثافة تسمى الانفرادية تتميز بتعطل القوانين الفيزيائية كما نعلم عنها .

 

المبادئ الفيزيائية للثقوب السوداء :

لابد من معرفة بعض العوامل الفيزيائية التي تساهم في تشكيل وتكون الثقب الاسود من خلال معادلات ساهمت في تكوين صورة واضحة عن هذا السر الغامض وكانت بدايات لحله .

هنا طريقة بسيطة لتصوير الثقب الأسود , باعتبار سرعة الهروب عند أجزاء الجسم ثابته , تكون السرعة الخارجية تساوي صفر عند المالانهاية وهنالك تكون الطاقة الكلية ( PE + KE ) عبارة عن :

TE = ½ mv² - GmM/R = 0

ولان الطاقة الكلية يجب أن تكون محفوظة عند لحظة البداية نجد أن :

TE = 0 = ½ mv² - GmM/R

½ v² = GM/R

v = √ ( 2GM/R)

ونعلم انه لا يوجد جسم أسرع من الضوء ؛ لذلك فان سرعة الهروب القصوى هي c وتكون معادلة نصف قطر الثقب الأسود هي

R = 2GM/c²

وعند وضع M بوحدات الكتلة الشمسية , فان R = 3M km

ويسمى نصف القطر الحرج هذا بـ ( نصف قطر شوارزشيلد ) بعد قيام العالم في الفيزياء الفلكية كارل شوارزشليد باستنتاج هذا الحل بعد نشر اينشتاين نظريته حول النسبية بمدة قصيرة . وللشمس فان نصف قطر شوارزشيلد هو 3 km وبكثافة تبلغ 10 أس 19 kg /m³ (وهي نفس كثافة نواة ذرة ما ) .

ولفحص التركيب الغريب للزمكان حول الثقب الأسود , نفرض أن شخصا ما سافر إلى داخله , وبدأ بالانطلاق من سفينة فضاء تتحرك بشكل مداري إلى ثقب اسود كتلته تساوي 10 كتل شمسية ويكون بعدها عنه وحدة فلكية واحدة .

السفينة تسير في مدارها حسب قوانين كبلر وعندها تكون مثل أي كتلة عادية . وكما نعلم ومن خلال قانون كبلر الثالث ومدار سفينة الفضاء يمكننا حساب كتلة الثقب . ونفرض انه قفز ومعه ضوء ليزر وساعة رقمية لإرسال إشارات تعود إلى السفينة .

وسيسقط باتجاه الثقب الأسود لوقت طويل ولن يحدث شيء غريب باستثناء ما سيحدث له من تمدد خلال اقترابه منه وذلك بسبب تأثير قوى جاذبه من رأسه إلى أصابع قدميه وتعصره من كتفيه , وبالاقتراب من الثقب الأسود تنمو وتزيد قوى المد بشكل عنيف إذا علمنا العلاقة العسكية بين مكعب القوة و البعد ( F³ α 1/D ) .

 

وإنسان عادي سيبدأ بالتموج عند حوالي 3000 كيلومتر من ثقب اسود كتلته تساوي 10 كتل شمسية , وهو سيمر بنصف قطر شوارزشيلد دون حدوث جديد , لا إشارات ملاحظة عند حافة الثقب الأسود وسرعة الهروب ستصل إلى نهايتها عند حوالي 10 أس (-5 ) ثانية بعد عبوره قطر شوارزشيلد كما انه ستصطدم بالانفرادية .وعندما يكون الحجم يساوي صفرا فانه ستدمر .

ما هي رؤية سفينة الفضاء لما حدث ؟

 

باعتبار الرجل يمثل قطره في هذا الثقب , والضوء القادم من ليزره سيكون انزياحات حمراء طولها الموجي يعطى بالمعادلة :

λ / λ = √ [ 1 – 2GM/Rc² ]

الانزياح الأحمر تجاذبي والوقت بين ومضات الليزر سيزداد بسبب ظاهرة تمدد الزمن التي كانت من نتائج النسبية العامة , وأثناء وصوله لنصف قطر شوارزشيلد ستكون الوقت مستمرا في التزامن .

وبالنسبة لليزر الذي أطلقه أثناء مروره بنصف قطر شوارزشيلد سيبدو الوقت طويلا جدا (لا نهائيا ) بالنسبة لسفينة الفضاء ( علما انه يتحرك بسرعة الضوء c ) وهو أيضا سيعاني من انزياح احمر لا نهائي كما في المعادلة السابقة .

الثقب الأسود عمليا ومن خلال المراقبة الكونية : يمنع أي راصد مشاهدة الأجسام بعد سقوطها فيه .

ونتيجة لذلك فان أي كتلة يمكن أن تكون ثقبا اسودا إذا وصلت إلى نصف قطر شوارزشيلد , وعندها تكون معرضة إلى التزامن والى الانزياحات الحمراء ( كما أنها ستحوي نقاط انفرادية ) .

والثقوب السوداء هي كتلة صغيرة نجمية تشكلت بعد موت النجوم وكان هذا التشكل ناتج عن قوة عالية جدا .

رصد الثقوب السوداء :

لا نستطيع رصد ثقبا اسودا معزولا لوحده , ولكن يمكننا اكتشافه من خلال ملاحظة تفاعله مع مواد أخرى , وأي مادة تسقط في هذا الثقب ستزيد من طاقته الحركية ومن حرارته القادمة من تأين وإصدار الشعاع الكهرومغناطيسي , وعند وصول درجة الحرارة إلى مليون كالفن فان هذه المادة ستصدر أشعة اكس . والثقب الأسود عند مروره بسحابة بينجمية أو أثناء ابتلاعه لنجم فانه يقوم بكنس المادة إلى داخله ومن ثم بثها عبر القطبين . وإذا التحمت المادة بالثقب فإنها ستكون ذات كمية حركة زاوية أولية وستكون شكل قرص حول الثقب ( افق الحدث ) وهو مصدر أشعة اكس المرصودة , وتعتبر من العوامل المساعدة لتكوين ثقب اسود .

الإشعاع المجري لمصادر أشعة اكس مداه بين 10 أس 26 و 10 أس 31( J/s ) , ويكون لهذه الأشعة طول موجي يساوي 0.3 nm ( 3× 10 أس (-8) متر ) , والحرارة تكون 10 أس 7 كالفن , ولإنتاج ضيائية تساوي 10 أس 30 J/s وعند هذه الحرارة فان الجسم سيتحرك على شكل دائرة نصف قطرها تقريبا R = √( L / 2π σ )/ T² = 10 km , وذلك حوالي نصف قطر نجم نيتروني ( افق الحدث ) حول الثقب الأسود , ولكي نحسب معدل سقوط الكتلة في هذا الثقب كي ينتج أشعة اكس مرصودة , فإننا نفرض أن كتلة الجسم M و نصف قطره R وباعتباره ملاصقا فان dm/dt هي المعدل الكتلة الساقطة في الثقب لكل ثانية , وتكون طاقته الجاذبة :

d.E /dt = ( GM/R) . dm/dt

وإذا اعتبرنا أن كل الطاقة تتحول إلى إشعاع فان L = 10³ وهي الضيائية و M هي كتلة الشمس و R = 10 km , نجد أن

L = (GM/R) . dm/dt

وبالتالي فان معدل سقوط الكتلة هو :

dm/dt = LR/GM

ويساوي 7.5 × 10 ( أس 13 ) كيلوجرام لكل ثانية ..

 

اتمنى ان تكون هذه الاضافة قد ساهمت في القاء الضوء على ما تبقى من هذا الموضوع , وان تكون مرجعا مفيدا باذن الله مع البحثين السابقين ..

 

مستور الاحمري

 

للاستزادة الرجوع لكتاب astronomy and astrophysics للمؤلف zeilik

[WYP2005 0]

طيب ماأدري ياأخ المستور ماذا عن artificial black holes . يعني الثقب الأسود الصناعي