BlackHole

الثقوب السوداء كما نعرفها قد لا تكون موجودة.. قد تكون شيئا آخر مختلفًا تمامًا - إذا غصت في أعماق ثقب أسود ستجد على الأغلب نقطة التفرّد أو المتفرّدة Singularity حيث منحنى الزمكان لا متناهٍ و كثافة المادة لا متناهية أيضًا.

يقترح عالمان حاليًا أن الثقوب السوداء ليست كذلك على الإطلاق، بل قد تكون أجسامًا مليئة بالمادة المظلمة، تلك القوة الغامضة التي اعتُقد أنها مسؤولة عن دفع حواف الكون مسببة توسعه بوتيرة متزايدة.

يقول كيفن كروكر عالم الفيزياء الفلكية بجامعة هاواي بمانوا: «إذا كان ما نعتقده ثقوبًا سوداء هو في الحقيقة أجسام بلا متفرّدة، فإن التمدد المتسارع للكون ما هو إلا تطبيق لنظرية النسبية العامة لأينشتاين».

شرح كروكر وزميله فكرتهما في دراسة جديدة نُشرت في دورية الفيزياء الفلكية Astrophysical journal بتاريخ 28 أغسطس، بافتراض صحة ما يقولان فإن فكرة المتفرّدة في مركز الثقب الأسود ستستبدل بفرضية وجود طاقة غريبة قادرة على تفريق كل شيء إلى أجزاء، ما يعطي بالضرورة مفهومًا ثوريًا لتلك الأجسام فائقة الكثافة.

لم يكن الهدف الرئيسي للثنائي كروكر والرياضي وينرJoel Weiner -بروفيسور بنفس الجامعة- الكشف عما بداخل الثقب الأسود، بل كانا يدرسان معادلات فريدمان Friedmann، التي تبسط النسبية العامة لأينشتاين (النسبية العامة تصف كيفية تأثير الكتلة والطاقة في نسيج الزمكان).

يستعمل الفيزيائيون معادلات فريدمان لوصف توسع الكون، لأن الرياضيات في معادلات فريدمان أبسط من تلك التي استعملها أينشتاين لوصف النسبية العامة. 
يرى الفريق أن علينا صياغة المعادلات الرياضية للمناطق فائقة الكثافة والمنعزلة في الفضاء كالنجوم النيترونية والثقوب السوداء كباقي مناطق الفضاء، حتى نستطيع تسجيل معادلات فريدمان بصورة صحيحة، تمامًا كما اعتقد العلماء سابقًا أن بإمكانهم التغاضي عن التفاصيل الداخلية للأجسام المنعزلة فائقة الكثافة كلب الثقب الأسود.

يقول كروكر لمجلة لايف ساينس: «لقد وضحنا الطريقة المثالية للتعامل مع تلك المعادلات وإن اتُّبِعَت تلك الطريقة فستكشف النقاب عن الكثير من التفاصيل المثيرة للاهتمام».

[caption id="attachment_75875" align="aligncenter" width="600"]<img src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/BlackHole.jpg" alt="الثقوب السوداء ليست كما نظن" width="600" height="405" class="size-full wp-image-75875" /> الثقوب السوداء ليست كما نظن[/caption]

تفترض النتائج الجديدة المتحصل عليها وجود الطاقة المظلمة اللازمة لتمدد الكون بوتيرة متسارعة بدلاً من الثقوب السوداء، اكتشف الباحثون ذلك من خلال الرياضيات في ورقة بحثية لاحقة مقدمة من دورية الفيزياء الفلكية التي نشرت في 7 سبتمبر، إذ افترضوا أن نظرية البديل للثقوب السوداء المسماة Generic Objects of Dark Energy EGODEs، قد تساعد أيضا في فهم خصوصيات الأمواج الثقالية التي رُصدت سنة 2016.

 تبين الرياضيات من خلال معادلات فريدمان، أنه بمرور الزمن فإن تلك الأجسام فائقة الكثافة تكتسب وزنًا بسبب التوسع الكوني حتى دون وجود أي مواد قريبة للاستهلاك، مثلما يفقد الضوء الطاقة عندما يسافر عبر الزمكان فيما يُعرَف بالانزياح نحو الأحمر redshift، تفقد المادة أيضًا جزءًا من وزنها عند تمدد الفضاء.

بما أن هذا التأثير ضئيل جدًا فهو غير قابل للرصد، لكنه يصبح ملحوظًا في المواد الفائقة الكثافة ذات الضغط العالي من الداخل المعروفة باسم المواد النسبية.
الطاقة المظلمة نسبية جدًا، وضغطها يتصرف بصورة معاكسة للمادة العادية والضوء ،إذن فالمواد المشكلة منها مثل بدائل الثقوب السوداء الافتراضية EGODEs، تكتسب وزنًا بمرور الزمن. 

يقول كروكر: «الضوء شيء غريب جدًا ويتصرف بطريقة متناقضة في العديد من الأحيان، لايتوقع الناس أن تظهر أجسام أخرى مثل ذلك السلوك لكننا أوضحنا عكس ذلك».

فرضية الأجسام بديلة الثقوب السوداء اقتُرحت أول مرة سنة 1960، لكن الجانب الرياضي منها لم يكن موضوعًا في ذلك الوقت، تبين أن هذه الأجسام الغريبة تقود إلى شرح مبسط لرصد اندماج واسع للثقوب السوداء. سنة 2016 أعلن أعضاء مجموعة مرصد الأمواج الثقالية بمقياس التداخل الليزري Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO)-Virgo عن رصد أول اندماج لثقبين أسودين، وكانت توقعات العلماء أن الكتلة الناتجة عن الاندماج ستكون أخف أو أثقل بكثير من السابقة، لكن الحسابات أثبتت العكس.

لكن تلك الأجسام الفرضية البديلة على غرار الثقوب السوداء التقليدية تكتسب وزنًا بمرور الزمن، ولو حدث اندماج بين اثنين منها قد تشكلا في مرحلة متقدمة من تشكل الكون، فستكون كتلتاهما أكبر من كتلة الثقوب السوداء العادية، وعليه فستوافق النتائج المتحصل عليها سابقا من مرصد الأمواج الثقالية LIGO.

لم تحظ الفرضية بالعديد من المؤيدين في الوسط العلمي إذ يقول البروفيسور كاردوسو Cardoso من المعهد التقني العالي بليسبون لـ لايف ساينس عبر بريد إلكتروني إن هذا الوصف الجديد يخالف الحدس ومن الصعب تقبله، لكنه يضيف: «تعجبني فكرة بديل الثقوب السوداء فهذا يقودنا إلى تعزيز النموذج الحالي للثقوب السوداء، إنه من الصعب اكتشاف أشياء جديدة ما لم نبذل جهدًا في البحث عنها».

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=72922">اقرأ أيضًا: ملايين الثقوب السوداء المعزولة في ظلام مجرتنا، إليك خطة علماء الفلك للإيقاع بهم</a>

ترجمة ياسمين نصرالله - تدقيق سمية المهدي - تدقيق جعفر الجزيري

<a href="https://www.livescience.com/black-holes-may-not-exist.html">المصدر</a>

الثقوب السوداء كما نعرفها قد لا تكون موجودة.. قد تكون شيئا آخر مختلفًا تمامًا

black-hole-earth-834291

أصبح نموذج حسابي محاكي حجم الدمار الكوني الناتج عن اصطدام كوكب الأرض بثقب أسود متوفرًا عبر الإنترنت. حاسبة الاصطدام بثقب أسود Black Hole Collision Calculator تحدد حجم توسع الثقب الأسود في أثناء الاصطدام ومقدار الطاقة التي يحررها في أثناء ابتلاعه كوكب الأرض أو أي أجرام أخرى، ويمكن تجربته عبر موقع <a href="https://www.omnicalculator.com/physics/black-hole">space.com</a>

صُممت الحاسبة من طرف فيزيائي الجسيمات الدقيقة ألفارو دياز Álvaro Díez ضمن قاعدة البيانات لمشروع حاسبة أومني Omni Calculator.

اعتمادًا على حساباته فإن ابتلاع ثقب أسود كوكب الأرض يحرر طاقة تفوق الطاقة التي يستهلكها الكوكب سنويًا بـ55 كوينتيليون مرة.

على الرغم من أن هذا الحدث مدمر بالنسبة للأرض فإنه لا يتعدى كونه وجبةً خفيفةً بالنسبة للثقوب السوداء فائقة الكتلة، فأُفُق الحدث الخاص به يتوسع جزءًا من مئة من تريليون في المئة.

<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/would-happen-earth-collided-black-hole.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-76061" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/would-happen-earth-collided-black-hole.jpg" alt="فيزيائي يتمكن من تصميم نموذج حاسبة يحاكي سيناريو اصطدام كوكب الأرض بثقب أسود الثقب الأسود في أثناء الاصطدام ومقدار الطاقة التي يحررها في أثناء ابتلاعه الأرض" width="1200" height="630" /></a>

ما هو العيب الرئيسي في الحاسبة؟

تعاني الحاسبة من خلل في التصميم الفني، فحدث اصطدام كوكب الأرض لا يتغير على نحو متزايد مع تزايد حجم الثقب الأسود.

اقرأ أيضًا:

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=75175">ستيفن هوكينغ كان مخطئًا.. الثقوب السوداء حقًا صلعاء</a>

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=74908">ربما تخفي الثقوب السوداء نوى من الطاقة المظلمة النقية التي تجعل الكون يتوسع</a>

ترجمة: ياسمين نصرالله

تدقيق: الياس عباس

مراجعة: صهيب الأغبري

<a href="https://www.sciencealert.com/this-calculator-shows-you-what-would-happen-if-earth-collided-with-a-black-hole">المصدر</a>

فيزيائي يتمكن من تصميم نموذج حاسبة يحاكي سيناريو اصطدام كوكب الأرض بثقب أسود

Black-hole-collisions-three-supermassive-black-holes-crash-NASA-Chandra-1183036

يبدو الأمر كما لو أن علماء الفلك في سباق من أجل الكشف عن أكبر الثقوب السوداء الممكن رصدها؛ مؤخرًا، زعم فريق من الفلكيين الألمان أنهم تمكنوا من رصد ثقب أسود تبلغ كتلته 40 مليار مرة كتلة الشمس.

لكن ماذا عن الثقوب السوداء الأصغر مما رُصد سابقًا؟

أشارت دراسة حديثة منشورة في مجلة العلم Science، أن فريقًا من الفلكيين من جامعة أوهايو اكتشف جسمًا ينتمي إلى نوع من الثقوب السوداء لم يُكتشف من قبل.

صرح الباحث الرئيس تود تومسون Todd Thompson: «يشير الاكتشاف الأخير إلى احتمال وجود نوع جديد من الثقوب السوداء لم يُكتشف سابقًا». يعني هذا أنه يجب أن تأخذ النظريات الحالية هذا النوع الجديد من الثقوب السوداء في الحسبان، وهو ما سيدفعنا بالضرورة إلى إعادة النظر في فهمنا لطريقة تشكل وموت النجوم والأجرام السماوية الأخرى.

<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/assets.newatlas.com_-3.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-76808" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/assets.newatlas.com_-3.jpg" alt="رصد ثقب أسود يختلف عن أي من الثقوب السوداء المكتشفة سابقا أكبر الثقوب السوداء الممكن رصدها ثقب أسود تبلغ كتلته 40 مليار مرة كتلة الشمس" width="1160" height="774" /></a>

أصبح تومسون وفريقه أمام لغز الفَرق بين حجم أصغر ثقب أسود معروف، وبين حجم أكبر نجم نيوتروني (النجم النيوتروني neutron star هو نجم صغير نسبيًا لكنه شديد الكثافة، نشأ عن موت النجوم الصغيرة نسبيًا التي تشكلت من انفجار المستعر الأعظم Supernova).

تعادل كتلة النجم النيوتروني نحو ضعف إلى ثلاثة أمثال كتلة الشمس، لكن إذا كانت كتلة النجم أكبر من ذلك فإنه -عند موته- يميل الى أن ينهار على نفسه مشكلًا ثقبًا أسود.

حدث الاكتشاف كالتالي: وجد الفريق أثناء بحثه في مجرة درب التبانة عملاقًا أحمر يدور حول جسم مجهول، هذا الجسم أصغر بكثير من أن يكون ثقبًا أسود، لكنه في نفس الوقت أكبر من أن يكون نجمًا نيوترونيًا.

تبين لاحقًا أن هذا الجسم ما هو إلا ثقب أسود منخفض الكتلة، قُدرت كتلته بنحو 3.3 مرة كتلة الشمس، علمًا بأن كتلة أصغر الثقوب السوداء المرصودة سابقًا تعادل على الأقل 5 أمثال كتلة الشمس أو أكثر.

يقودنا هذا الاكتشاف إلى إعادة تعريف مفهومنا الحالي عن دورة حياة النجوم.

يقول تومسون: «إذا توصلنا إلى اكتشاف نوع جديد من الثقوب السوداء، فإن هذا قد يقودنا إلى فهم الفروق بين النجوم التي تنفجر في آخر حياتها، وتلك التي لا تنفجر، والتي تتحول إلى نجوم نيوترونية، أو إلى ثقوب سوداء؛ ما سيفتح لنا آفاقًا جديدة في هذا المجال».

اقرأ أيضًا:

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=75175">ستيفن هوكينغ كان مخطئًا.. الثقوب السوداء حقًا صلعاء</a>

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=74908">ربما تخفي الثقوب السوداء نوى من الطاقة المظلمة النقية التي تجعل الكون يتوسع</a>

ترجمة: ياسمين نصر الله

تدقيق: أكرم محيي الدين

<a href="https://www.sciencealert.com/scientists-discover-possible-new-class-of-little-black-holes?fbclid=IwAR2f8spBlURMLI_8e4fDpMNdYnX0hNRg0njWY3U8Dpb00C6gbMfknSh8RkM">المصدر</a>

رصد ثقب أسود يختلف عن أي ثقب أسود مكتشف سابقا

oonrao18cb14

كما هو معروف فإن الزمن يسير في اتجاه واحد موجب، لكن نتائج مجموعة من الأبحاث الحديثة توصلت إلى أنه في بعض الحالات فإن الوميض الناتج عن انفجارات أشعة غاما يبدو أنه يعيد نفسه مرات عديدة كأنه يعود في الزمن الى الخلف.

تقترح دراسة جديدة تفسيرًا محتملًا، ذلك أن الأمواج الناتجة عن ظاهرة الانبثاق النسبي -تدفق المادة المؤينة من مراكز المجرات النشطة بفعل اكتسابها تسارع كبير بشكل طولي- التي تولد من خلال انفجارات الأشعة غاما الوامضة أمواج تفوق سرعتها سرعة الضوء وقد يكون أحد تأثيراتها المحتملة رجوعها إلى الخلف في الزمن، ظاهرة انعكاس الزمن.

هذه السرعات الكبيرة لأمواج الصدمة محتملة الوجود، فكما هو معلوم عندما يسافر الضوء عبر وسيط مثل غاز أو البلازما فإن سرعته تكون أقل مما هي عليه في الفراغ -تعتبر سرعة الضوء في الفراغ السرعة القصوى في الكون- ولهذا فإن الموجة التي تتدفق من انفجارات أشعة غاما الوامضة تكتسب سرعة أكبر من سرعة الضوء دون خرقها لقوانين النسبية الخاصة ومن أجل فهم ذلك يجب الرجوع إلى مصدر هذا الانبثاق التدفق النسبي.

تعتبر انفجارات الأشعة غاما أكبر الانفجارات طاقة في الكون، قد تستمر ما بين ميلي ثانية إلى بضع ساعات وتمتاز بوميض مهول لكن لا نملك إلى حد الآن من المعرفة ما يمكّننا من فهم سببها.

<a href="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/black-hole-superluminal_1024.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-77075" src="https://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/black-hole-superluminal_1024.jpg" alt="الوميض الناتج عن انفجارات أشعة غاما قد يبدو كأنه يعود في الزمن الى الخلف والسبب قد يعود الى السرعات الفائقة لسرعة الضوء الأشعة الكونية" width="1024" height="415" /></a>

في رصد لاتحاد نجمين نيوترونيين سنة 2017 اتضح أن هذا التصادم العنيف تولد عنه انفجار أشعة غاما، ويعتقد الفلكيون أن مثل هذه الانفجارات قد تنشأ أيضًا نتيجة تصادم ثقب أسود بنجم ذي كتلة وسرعة كبيرتين يحدث خلاله قذف عنيف للمادة إلى الفضاء المحيط على شكل مستعر فوق الأعظم جبار (هايبرنوفا)، وإذا كان الثقب الأسود يدور بسرعة كافية فإن الانهيار الناتج عن الاصطدام السابق سيسبب ظاهرة الانبثاق النسبي من الثقب الأسود عبر أقطابه مسببةً انفجارات أشعة غاما الوامضة.

بالعودة إلى الأمواج المنبثقة عن انفجار أشعة غاما التي تسافر بسرعة تفوق سرعة الضوء فإنه من المعلوم خلال عبور الجسيمات لوسيط مادي فإنه من الممكن أن تسافر بسرعة تفوق سرعة الضوء وتعرف هذه الظاهرة باسم إشعاع شيرينكوف Cherenkov radiation يظهر على شكل وهج أزرق والذي ينتج عندما تعبر جسيمات مشحونة مثل الإلكترونات وسيطًا ماديًا -الماء مثلًا- بسرعة أكبر من التي يعبر بها الضوء نفس الوسط.

كتب الفلكيان جون هاكيلا Jon Hakkila من جامعة شارلستون Charleston وروبرت نميروف Robert Nemiroff من جامعة ميشيغان التكنولوجية Michigan Technological University ورقة بحثية مفادها أن نفس التأثير المذكور سابقًا قد يُرصَد في التدفق النسبي لانفجار أشعة غاما وقد صاغا بالفعل نموذجًا رياضيًا يبرهنان فيه صحة الفرضية.

يقول هاكيلا في هذا الصدد: «تصادم موجة في انفجار أشعة غاما خلال توسعه النسبي يؤدي إما إلى تسارعها فتكتسب سرعة أعلى من سرعة الضوء أو تتباطأ فتتناقص سرعتها إلى أقل من سرعة الضوء.

هذه الأمواج خلال التصادم مع الوسط المحيط تنتج إشعاع شيرينكوف مع/أو إشعاعًا تصادميًا آخر عند اكتسابها لسرعة أكبر من سرعة الضوء في هذا الوسط وآليات أخرى (إشعاع سنكروتروني synchrotron وظاهرة كومبتون Compton) في حالة تباطؤ سرعتها إلى أقل من سرعة الضوء».

هذا الانتقال الموجي يولد صورة مزدوجة بسبب انحناء الضوء خلال انفجار أشعة غاما.

مثل هذه الصور المزدوجة تحدث أيضًا عبر كاشف شيرينكوف، فعندما يعبر جسيماتٌ وسيطًا ماديًا كالماء بسرعة مقاربة لسرعة الضوء فإنها تسافر بسرعة أكبر من إشعاع شيرينكوف الذي تولده ولذلك بصورة نظرية تبدو أنها تتواجد في مكانين في نفس الوقت، حيث الصورة الأولى تبدو كأنها تتقدم في الزمن أما الأخرى فهي تعود الى الوراء في الزمن.

مع العلم أن هذه الازدواج لم يُرصَد تجريبيًا بعد، لكن إن صحت النظرية فإنها ستكون مسؤولة أيضا عن انعكاس الزمن الملاحظ في الوميض من انفجار أشعة غاما التي تحدث للأمواج الناتجة في حالتي التسارع والتباطؤ عند عبورها وسيطًا ماديًا.

بالطبع فإن الأبحاث ما زالت في بدايتها في هذا المجال، إذ يعتقد الباحثون أن الأمواج الناتجة عن التصادم خلال انفجار أشعة غاما مسؤولة عن تغير في الكثافة والحقل المغناطيسي المحيط بها وهذا يحتاج تحليلًا دقيقًا، أما إذا كان الوسط بلازما فإن الرهان السابق يلغى.

رغم ذلك فإن الباحثين يعتقدون أن هذا النموذج يقدم تفسيرًا أفضل لخصائص انفجارات أشعة غاما وذلك بأخذ انحناء الضوء بالاعتبار، إذ يقول الفلكي هاكيلا في هذا الصدد: «النماذج القياسية لانفجار أشعة غاما لم تأخد خصائص انحناء الضوء، في حين أن التدفق النسبي -الانبثاق- سبب هذه الخصائص».

اقرأ أيضًا:

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=69259">انفجارات أشعة غاما في الفضاء</a>

<a href="https://ibelieveinsci.com/?p=56485">هذا النجم الدوار شبيه الثعبان قد يفجر أشعة غاما في درب التبانة عندما يموت</a>

ترجمة: ياسمين نصرالله

تدقيق: رزوق النجار

<a href="https://www.sciencealert.com/faster-than-light-speed-in-jets-that-produce-gamma-ray-bursts">المصدر</a>

ياسمين نصرالله

الأعمال

الثقوب السوداء كما نعرفها قد لا تكون موجودة.. قد تكون شيئا آخر مختلفًا تمامًا

فيزيائي يتمكن من تصميم نموذج حاسبة يحاكي سيناريو اصطدام كوكب الأرض بثقب أسود

رصد ثقب أسود يختلف عن أي ثقب أسود مكتشف سابقا

الوميض الناتج عن انفجارات أشعة غاما يبدو كأنه يعود في الزمن الى الخلف!