ما هي طبيعة الثقوب السوداء؟
من المعلوم جيدا أنه لو تم قذف كرة تنس مضرب إلى الأعلى فإنها وبفعل الجاذبية ستعود مرة أخرى إلى الأرض، وكلما كانت شدة رمي الكرة أقوى كلما كانت سرعة صعودها أقوى كما أنها ستكون أكثر ارتفاعا. ولكن إذا ما قذفت إلى الأعلى وبقوة كافية فإنها لن تعود ابد حيث أن شدة الجاذبية لن تتمكن من إرجاعها مرة أخرى، وهذه السرعة التي يجب أن تصل إليها الكرة لتهرب تسمى بسرعة الهروب ومقدارها 11كم/ث، وذلك لأي مقذوف من على سطح الكرة الأرضية.
ولقد اصبح من المسلمات أيضا أنه كلما تم ضغط جسم ما إلى حجم أصغر، فان شدة جاذبيته ستزداد وبالتالي سنحتاج إلى سرعة هروب أكبر، وبالاستمرار طردا في ذلك سنصل إلى مرحلة لن يتمكن حتى الضوء من الهروب كما ذكرنا سابقا، وهنا لن يتمكن أي شيء 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 لأينشتاين)، 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.
وبالرغم من أن النسبية العامة ونظرية الجاذبية لنيوتن تعامل ظاهرة الجاذبية بشكل مختلف تماما الا انهم يهدفان إلى مفهوم واحد، وهو : لو أن جسما معينا تم ضغطه بداخل نصف قطر صغير جدا فان انحناء المكان سيصل إلى 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 للأجسام 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 إلى 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 للأرض وهي ذات الكتلة التي تصل إلى واحد من 332000 من كتلة الشمس فان قيمة Rs تكون 9ملليمتر (لأقل من 1سم) كما ذكرنا سابقا.
0 التعليقات: