يعد الثقب الأسود من أكثر الألغاز التي يحاول العديد من علماء الفلك والفيزياء حلها وفهم طبيعتها. كما أن عبارة “ما يدخل في الثقب الأسود يبقى في الثقب الأسود” تصف بدقة الطبيعة التي لا رجعة فيها لفيزياء الثقب الأسود، حيث لا يمكن حتى للضوء أن يهرب. ولكن هل يمكن للثقب الاسود أن يدور بسرعة الضوء.
محتويات
الثقب الأسود
الثقوب السوداء ليست مجرد كرات كبيرة من الكتلة مضغوطة في حجم صغير؛ كما أنها تدور بسرعات عالية بشكل لا يصدق. في الأساس، هناك أنواع مختلفة من الثقوب السوداء، تم تصنيفها على أساس دورانها والشحنات التي تحملها.
ثقب شوارزشيلد الأسود
سُمي هذا النوع من الثقوب السوداء تكريمًا لكارل شوارزشيلد، الذي وجد الحل الدقيق لمعادلات المجال لأينشتاين، وهو ثقب ثابت لا يدور ولا توجد به شحنة كهربائية. ويسمى أيضًا بالثقب الأسود الساكن ويتم وصفه بواسطة مقاييس شوارزشيلد في النسبية العامة.
ثقب كير الأسود
ثقوب كير السوداء هي ثقوب سوداء دوّارة عديمة الشحنة. إنها تمتلك زخمًا زاويًا، ومثل كل الكواكب والنجوم والمجرات، فإنها تدور حول محاور التماثل. من بين الحلول الأربعة المعروفة لمعادلات مجال أينشتاين، أحدها هو مقياس كير. والآخر، وهو مقياس كير-نيومان، والذي يستخدم لوصف الثقوب السوداء الدوارة والمشحونة.
الخاصيتان الأساسيتان اللتان يمتلكهما ثقب كير الأسود هما الكتلة والزخم الزاوي. فعندما ينهار نجم ضخم تحت تأثير جاذبيته في نهاية دورة حياته، مما يؤدي إلى ظهور ثقب اسود دوار. كما يتم الحفاظ على الزخم الزاوي للنجم، مما يؤدي إلى دوران ثقب أسود بجزء كبير من سرعة الضوء.
اقرأ أيضًا:
ما مدى سرعة دوران الثقوب السوداء؟
في حالة الثقب الأسود، يتم ضغط كمية هائلة من الكتلة في مساحة صغيرة للغاية من الفضاء، مما يؤدي إلى كثافة شديدة. ومن ثم، للحفاظ على الزخم الزاوي، يجب تسريع دوران الجسم، مما يؤدي إلى عدد أكبر من الدورات في الثانية. بشكل عام، نصف القطر يتناسب عكسيًا مع مربع السرعة.
ما هو الدور الذي يلعبه الزخم الزاوي هنا؟
لم يتم بعد اكتشاف الحدود الفيزيائية الفلكية الحقيقية للكون. على سبيل المثال، إذا تم ضغط الشمس لتشكل ثقب أسود، فسيكون قطره 3 كيلومترات فقط. سيكون الإطار الذي يتم سحبه حول تلك المساحة شديد الخطورة بحيث لا يمكن حتى قياسه.
وفي النهاية، يعود الأمر كله إلى الحفاظ على الزخم الزاوي. يجب ضغط كمية كبيرة من الكتلة إلى أحجام صغيرة جدًا. وبمجرد حدوث ذلك، لكي يتم الحفاظ على الزخم الزاوي، يجب أن تزيد سرعة الدوران حتى تصل إلى سرعة الضوء تقريبًا. عند هذه النقطة، سوف تتحرك موجات الجاذبية وسوف تشع الطاقة بعيدا. يؤدي هذا إلى خفض السرعة إلى القيمة القصوى النظرية. ويأمل العلماء يومًا ما أن يتمكنوا من قياس سرعة دوران الثقب الأسود بشكل مباشر.
ولقد اكتشف علماء الفلك بالفعل ثقبًا أسود هائلًا يدور بسرعة 84% من سرعة الضوء. لقد وصل إلى الحد الأقصى المسموح به لسرعة الثقب الاسود. يقع هذا الثقب الأسود في مركز المجرة NGC 1365.
المصدر
