ألن يكون من المثير للاهتمام الوقوف بجوار الثقب الأسود وإلقاء نظرة خاطفة على داخله ورؤية كيف يبدو؟
ميكال ليفنشتاين
يستطيع الباحثون في جامعة ولاية هومبولت في كاليفورنيا - بأمان - من جهاز الكمبيوتر الخاص بنا. يقول ديفيد كورنريتش: "الفكرة هي رؤية كيف يبدو الثقب الأسود". الإجابة البسيطة هي "أسود"، لأن الضوء لا يمكنه الهروب من جاذبية الثقب الأسود. لكن الضوء الذي يتحرك بالقرب من الثقب الأسود، سينحني مساره، تمامًا كما يحدث في العدسة.
قام كورنريش وتلميذه براينت جيبسون بحساب كيفية تشويه صور المناظر الطبيعية أو الكواكب إذا كان هناك ثقب أسود في الخلفية. "لقد تم إجراء حسابات رياضية في الماضي للثقوب السوداء الثابتة، وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها إجراء مثل هذه الحسابات لثقب أسود دوار. يقول كورنريش: "تعتبر معظم الثقوب السوداء الموجودة في الكون تدور، وبعضها ذو سرعة عالية".
ثقب أسود نجمي، يتشكل عندما يموت نجم في انفجار - الدوران هو نتيجة منطقية لدوران النجم. مثلما تقوم المتزلجة على الجليد بتسريع دورانها عندما تطوي ذراعيها إلى الداخل، فإن دوران النجم المحتضر يتسارع بشكل كبير عندما ينهار إلى ثقب أسود صغير ومضغوط.
تأملات وآفاق
حسابات الثقب الأسود معقدة، وذلك لأن الفضاء المحيط بالثقب الأسود يجب أن يدور معه وبالتالي له تأثير على كل ما يحيط به - وهي ظاهرة سحب الإطار.
يقول كورنريش: "ستنجذب أشعة الضوء أيضًا إلى الدوران، وأحيانًا لا تبقى تلك التي يكون اتجاهها معاكسًا لاتجاه دوران الثقب الأسود، بل تنحرف إلى الخلف".
تقول الفكرة أنه بما أن هناك أشعة من الضوء تنحرف باتجاهنا، فهناك احتمال أن يرى المشاهد انعكاسه إذا نظر عن كثب إلى جانب الثقب الأسود الذي يدور في اتجاهه. لكن هذا لا يعني أن علماء الفلك سيكونون قادرين على رؤية أنفسهم من خلال التلسكوب. يقول كورنريش: "إنه شيء لا يمكنك رؤيته في مركبة فضائية إلا عندما تقترب من ثقب أسود".
لمراقبة مثل هذه التشوهات، يجب أن يكون المرء على مسافة 3-4 أضعاف نصف قطر شفارتزشيلد للثقب الأسود - بالنسبة للثقب الأسود الثابت (غير الدوار)، يحدد نصف القطر أفق الحدث - وهو مجال (كروي) لا رجعة فيه. على سبيل المثال، الثقب الأسود الذي له نفس كتلة شمسنا سيكون له أفق حدث يبلغ نصف قطره 3 كيلومتر (2 ميل). سيكون للثقب الأسود الذي تبلغ كتلته كتلة الأرض أفق حدث يبلغ نصف قطره 9 ملم.
يوضح جيبسون: "يمكن للفوتون الذي يتم إطلاقه مباشرة من ثقب أسود عبر أفق الحدث أن يهرب، ولكن إذا لم يكن الأمر كذلك، فسوف يدور حوله أو يدور للخلف أو ينحرف".
كتلة الثقب الأسود تعسفية إلى حد ما. يمكن أن يكون الانحناء كبيرًا وبعيدًا، أو صغيرًا وقريبًا من الثقب الأسود. وللتوضيح، يفترض الباحثون أن وزن الثقوب السوداء يعادل وزن الشمس تقريبًا، ونحن ننظر إليها من مسافة 10 أميال.
الحدود العارية
الحد العاري هو الحد النظري لسرعة دوران الثقب الأسود، وهو من الناحية الفنية الزخم الزاوي. وإذا دار بسرعة أكبر من ذلك فإن أفق الحدث سيختفي ويكشف عن نقطة الضغط اللامتناهي – التفرد – في مركز الثقب الأسود.
"التفرد العاري هو ثقب أسود يدور بسرعة عالية بحيث توجد أشعة ضوئية قادرة على الهروب منه في مدارات معينة. لذلك، قد يرى المراقب التفرد في المركز" يقول كورنريش.
من المحتمل أن ينقسم الجسم الذي يدور بسرعة أعلى من الحد المجرد إلى أجزاء حتى قبل أن يصبح ثقبًا أسود. ولذلك فمن المعقول أن نفترض أن المتفردات المجردة غير موجودة "ولكن من المثير للاهتمام التفكير فيها"، كما يقول كورنريتش.
قدم كورنريش وجيبسون بعضًا من صورهما في اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في شهر مايو من هذا العام. هدفهم النهائي هو إنشاء حزمة برامج تعليمية.
وقال كورنريش: "الفكرة هي وضع برنامج كمبيوتر - ليس لعبة فيديو، ولكن شيئًا مشابهًا لها - يمنحك القدرة على التجول حول الثقب الأسود والاقتراب منه". وسيتمكن المستخدمون من الاستمتاع بالصور المسلية التي تم إنشاؤها في محيط الثقب الأسود، دون الشعور بعدم الراحة بسبب الجاذبية.
وأوضح كورنريش: "من المفارقة أن الثقب الأسود الصغير أكثر فتكًا من الثقب الأسود الكبير. "إن قوى الجاذبية أقوى بكثير حول الثقب الأسود منخفض الكتلة. يتغير السحب بسرعة من حوله وهذا ما يقتلك. إنها تمدك إلى خيط السباغيتي."
هذه العملية تسمى السباغيتي - إذا كنت تتساءل...
للحصول على معلومات على Spice.com
