كل ما تحتاج إلى معرفته عن الثقوب السوداء: دليل شامل لأسرارها وخصائصها

الثقوب السوداء

الثقب الأسود هو تجمّع كوني ذو جاذبية هائلة، والتي تقوم بسحب كل شيء حولها لها حتى الضوء، ويتشكّل الثقب الأسود عند موت نجم ضخم، ويحدث ذلك عندما يستنفذ النجم جميع وقوده النووي الحراري الداخلي في آخر مراحل حياته ليصل إلى ما يُسمى بالتفرّد، والتي يكون حجمه فيها صفر، وكثافته لا متناهية،¹ وعلى الرغم من أنّه لا يمكن رؤية الثقوب السوداء، إلا أنها تمثل حوالي 90% من محتوى الكون، ويذكر أنّ الفيزيائي الأمريكي جون ويلر قد أطلق هذا الاسم عليها في عام 1969م.²

نشأة الثقوب السوداء

تنشأ الثقوب السوداء عندما تنفجر النجوم العملاقة في المراحل الأخيرة من حياتها، وتُسمى عمليات الانفجار هذه بِالمستعرات العظمى (بالإنجليزية: supernovae)، والتي تؤدي إلى بعثرة معظم أجزاء النجم في الفضاء الفارغ، وقد تخلّف هذه الانفجارات بقايا باردة لا تحدث فيها عمليات الاندماج النووي، على عكس النجوم الأصغر التي يحدث فيها الاندماج، حيث إنّ هذه العمليات تساعد على إنتاج طاقة وضغط خارجي ثابت، ومتوازن مع قوى السحب للجاذبية الداخلية الناتجة عن كتلة النجم نفسه، فيؤدي غياب هذه القوى في البقايا الباردة للنجم الكبير إلى انهيار النجم على نفسه، كما يتقلّص الثقب الأسود الناشئ إلى حجم صفر، وكثافة لا متناهية لا يستطيع أي جسم الهروب من جاذبيتها الهائلة حتى الضوء، ليصبح ضوء النجم نفسه محصوراً في مداره، لذلك يُعرف هذا النجم الداكن بالثقب الأسود.³

تسحب الثقوب السوداء الكواكب، أو الضوء، أو أي جسم كوني آخر في حال مرّ بالقرب منها، فتصل هذه الأجسام بعدها إلى نقطة اللاعودة، وذلك يعني أنها دخلت في حالة الأفق، وهي الحالة التي يكون من المستحيل لهذه المادة الهروب من الثقب الأسود، لأنّ ذلك يتطلب أن تكون سرعة تحرك هذا الجسم أسرع من سرعة الضوء للهروب منه.³

أنواع الثقوب السوداء

توجد ثلاثة أنواع رئيسية من الثقوب السوداء، حيث يتم تحديد نوع النجم وفقاً لكتلته وحجمه، وهذه الأنواع هي:⁴

• الثقب الأسود الصغير: والذي يُعرف باسم الثقب الأسود البدائي، أو الأساسي، ويعتقد العلماء أنّ هذا النوع من الثقوب يكون بحجم الذرة، ولكنّ كتلته تكون هائلة.
• الثقب الأسود متوسط الحجم: يُطلق على هذا الثقب اسم الثقب الأسود النجمي، وهو الأكثر شيوعاً، والذي يمكن أن تصل كتلته إلى حوالي 20 ضعفاً أكبر من كتلة الشمس، كما يمكن وضعه داخل كرة يبلغ قطرها 16 كيلومتراً، وتوجد العشرات من الثقوب السوداء النجمية داخل مجرة درب التبانة.
• الثقوب السوداء الكبيرة: والتي تُسمى بالثقوب السوداء هائلة الكتلة (بالإنجليزية: supermassive)، وتساوي كتلة هذه الثقوب السوداء حوالي كتلة مليون شمس، ويمكن وضعها داخل كرة يكون قطرها مساوٍ تقريباً لقطر النظام الشمسي، وتشير الأدلة العلمية إلى أنّ كل مجرة ​​كبيرة تحتوي على ثقب أسود هائل الكتلة في مركزها، حيث يُسمى الثقب الأسود الكبير في مركز مجرة درب التبانة بالقوس، والذي تساوي كتلته كتلة 4 ملايين شمس، ويمكن وضعه داخل كرة قطرها مساوٍ تقريباً لقطر الشمس.