في تلك السنة كان لا يزال يعتقد أنه من الممكن أن ينهار الكون بأكمله تحت ثقله. كل النجوم التي تبقى، كل النجوم التي تختفي، وكل الثقوب السوداء ستندمج في انقباض كوني واحد يعرف باسم الابتلاع العظيم. إذا كان هذا السيناريو صحيحا، فإن الكون بأكمله سيجد نهايته داخل ثقب أسود عملاق واحد
مقال بقلم بول ديفيس، يناير 1994.
في وسط مجرتنا، درب التبانة، تكمن الوحوش المظلمة والمشؤومة التي تبتلع أي شيء يقترب منها. والدليل على ذلك يأتي من الصور الجديدة التي التقطت في مرصد ستيوارد في ولاية أريزونا، والتي كشفت عن مجموعة مدمجة من النجوم يتم سحبها بقوة شديدة بواسطة جسم ضخم غير مرئي.
وبدأ علماء الفلك باكتشاف عمليات مماثلة في مراكز المجرات الأخرى أيضًا. لقد اشتبهوا في أن هؤلاء كانوا رجالًا سودًا. من بين الأشياء الأكثر رعبا في الكون. لديهم مجالات جذب قوية لدرجة أن كل ما يقترب منهم ينجذب إليهم. ولا يمكن حتى للضوء أن يفلت منهم، ولذلك فهم مظلمون.
حتى سنوات قليلة مضت، كان الكثير من الناس يعتقدون أن الثقوب السوداء كانت مجرد مادة من الخيال العلمي. والآن، وبعد الملاحظات الجديدة التي أجراها علماء الفلك في إدنبرة، أصبح من الواضح أنها ليست موجودة فحسب، بل إن الكون مليء بها.
وأظهرت دراستهم للكوازارات، التي استمرت 20 عاما، وهي أجسام بعيدة ومدمجة ومشرقة للغاية تشبه النجوم، أن هناك عددا كبيرا من الأجسام الكونية، ولكل منها كتلة مماثلة لكوكب المشتري. وإذا كانت كذلك، كما يدعي فريق جامعة إدنبره، فهي أنواع من الثقوب السوداء ويمكن أن تفسر أحد أكبر أسرار الكون.
لسنوات عديدة، ادعى علماء الكونيات أن 90% على الأقل من الكون يجب أن يتكون من "المادة المظلمة"، ولكن حتى الآن لم يتمكن أحد من معرفة طبيعة المادة المختفية. الآن، كما يقول علماء الفلك، الجواب هو الثقوب السوداء.
مع كل هذه الإثارة الحالية، من الصعب أن نصدق أنه قبل 20 عامًا فقط كانت الثقوب السوداء مجرد فكرة نظرية. كان ذلك في السبعينيات عندما تم إطلاق قمر صناعي لاكتشاف مصادر الأشعة السينية في الفضاء السحيق، ووجد مصدرًا قويًا داخل نظام Cygnus. ويشتبه علماء الفلك في أن الأشعة السينية جاءت من نظام نجمي ثنائي يحتوي على ثقب أسود. ومنذ ذلك الحين، اكتشف علماء الفلك أدلة على وجود العديد من الثقوب السوداء الأخرى.
وقد تنبأت النظرية النسبية لأينشتاين بوجود هذه الأجسام الغريبة، والتي تصف المكان والزمان والجاذبية من حيث الهندسة. تشوه كتلة الأجسام هندسة الزمكان بحيث يتم دفع الأجسام الأخرى نحوها. من الممكن أن نتخيل مثل هذا الجسم المضغوط الذي يتداخل بشكل لا نهاية له مع الزمكان، وينتج مجال جاذبية قوي جدًا لدرجة أنه حتى الضوء - وهو أسرع أي شيء معروف في الكون - لا يمكنه الهروب منه.
منذ إسحاق نيوتن والقرن السابع عشر، كان من المعروف أنه إذا رميت جسمًا في الهواء بقوة كافية، فسوف يفلت من جاذبية الأرض. سرعة الإفلات الحرجة هي 17 كيلومترًا في الثانية. إذا تم ضغط الأرض إلى نصف نصف قطرها الحالي، دون تغيير كتلتها، فإن سرعة الإفلات ستزيد إلى 11 كيلومترًا في الثانية. ولكن إذا تم ضغط كتلة الأرض في حجم حبة البازلاء، فإن سرعة الهروب ستصل إلى 15.6 ألف كيلومتر في الثانية - سرعة الضوء. ومثل هذا الجسم سيظهر من الخارج باللون الأسود، لأنه لا يمكن للضوء أن يهرب منه. إن ضغط جسم أكبر - على سبيل المثال نجم أكبر من الشمس - في كيلومتر مكعب سيعطي نفس التأثير.
خلال الثلاثينيات من القرن العشرين، استنتج الفيزيائي الأمريكي روبرت أوبنهايمر أنه عندما ينفد الوقود اللازم للإبقاء على احتراق نجم كبير في السن، فإنه سوف ينهار تحت وزنه وينضغط إلى كثافة رائعة. وفي السنوات التي تلت الحرب العالمية الثانية، اكتشف علماء الفلك أن النجوم الكبيرة انفجرت في ظاهرة تعرف باسم المستعرات الأعظم عندما نفد وقودها. وقد نتج الانفجار عن عمليات نووية عميقة داخل النجم، مما أدى إلى ضغط قلبه. وتتسبب هذه العملية في إطلاق الطاقة التي تنتشر إلى الأجزاء الخارجية للنجم.
في عام 1967، اكتشفت جاكلين بيل، عالمة الفلك الراديوي بجامعة كامبريدج، بعض نبضات الراديو المنتظمة. واشتبه علماء الفلك في أن هذه كانت علامات قادمة من النوى المنهارة للمستعر الأعظم. يتم ضغط المادة ذات الكتلة المماثلة للشمس إلى قطر يبلغ عدة كيلومترات. تسبب الوزن في تحطم الذرات وتشكيل كرة من النيوترونات. وكانت تسمى هذه النجوم بالنجوم النيوترونية. إن قوة جاذبية النجوم النيوترونية قوية جدًا لدرجة أنها تقترب من عملية اختطاف الضوء. ويشير هذا الاكتشاف إلى أن النجوم الأكثر ضخامة - الثقوب السوداء الحقيقية - قد تتشكل داخل بقايا المستعر الأعظم.
ولكي لا ينهار النجم النيوتروني أكثر، يجب أن تكون مادته النيوترونية صلبة للغاية. كلما كان النجم أكثر ضخامة، كلما كانت المادة أكثر صلابة، ولكن هناك حدًا لهذه الصلابة أيضًا. لا يمكن لأي عظم أن يكون جامدًا تمامًا. وأظهرت الحسابات أن الحد الأقصى قد تم الوصول إليه عند حوالي عشرة كتلة للنجم النيوتروني حوالي ثلاثة أضعاف كتلة الشمس.
وباستخدام نظرية الجاذبية، تابع العلماء مصير كرة من المواد النجمية تحتوي على مادة أكبر من الكمية المسموح بها. لقد توقعوا أن الأمر سيستغرق بضعة ميكروثانية فقط من هذه الكرة لتتقلص إلى قطر صفري وضغط لا نهائي، وهي حالة تعرف باسم التفرد. ستختفي مادة النجم فعليًا من الكون - ومن هنا جاء اسم "الثقب الأسود"، الذي صاغه عالم الفيزياء الفلكية جون ويلر (الذي أتيحت لي الفرصة لاحقًا لمقابلته عندما جاء لزيارة إسرائيل).
ورغم رحيل النجم، إلا أن جاذبيته باقية، تنطبع ضمن علامة الزمكان. تمنعنا مجالات الجاذبية القوية هذه من رؤية المراحل النهائية من الانهيار. عن طريق محاصرة الضوء في محاولة للهروب. الطريقة الوحيدة لرؤية ما يحدث داخل الثقب الأسود هي الوقوع فيه...
ولكونه أسود، فمن الصعب اكتشاف الثقب الأسود. ويعتمد علماء الفلك على أدلة غير مباشرة، مثل الطريقة التي تسحب بها جاذبية الثقب الأسود الأجسام الساطعة بالقرب منه. على سبيل المثال، توجد العديد من النجوم المألوفة في نظام ثنائي، أي زوج من النجوم يدور حول بعضها البعض. إذا انهار أحد النجوم وتحول إلى ثقب أسود، فإن النجم الآخر سيستمر في الدوران حوله. إذا اقترب النجمان من بعضهما البعض، فإن سحب الثقب الأسود يمكن أن يمتص المواد من النجم المرافق. عندما تدور الغازات حولها وتدخل الثقب الأسود فإنها ستشكل قرصًا دوارًا، وسترتفع درجة حرارة الغاز إلى النقطة التي تتوهج فيها المادة بطاقات عالية في مجال الأشعة السينية.
إن كتلة الثقب الأسود الناتج عن الانهيار النووي لنجم أمر مشكوك فيه إذا تجاوزت كتلة الشمس عدة مرات، لكن أي مادة تقترب من الثقب الأسود ستسقط فيه ولن تتمكن من الهروب. ستعمل المادة الإضافية على توسيع الحفرة وزيادة ثقلها. الثقوب السوداء جائعة ولا تشبع. يمكن أن تبتلع نجومًا بأكملها أو حتى ثقوبًا سوداء أخرى.
يمكن للمواد الموجودة بالقرب من العناقيد النجمية أو المجرات أن تشكل ثقوبًا سوداء فائقة الكتلة على الفور، دون أن يمر هذا الجسم بمرحلة نجمية. تعاني العديد من المجرات من تفكك شديد في مركزها. في بعض هذه المجرات، يتم إرسال نفاثات ضخمة من الغاز بسرعات تقترب من سرعة الضوء، والبعض الآخر ينبعث منها موجات راديو مضغوطة أو أشعة سينية، وفي بعض الأحيان يضيء مركز المجرة في نطاق واسع من الطيف. ويعتقد علماء الفلك أن الثقوب السوداء الضخمة يمكن أن تكون مسؤولة عن هذه الظواهر. تقوم هذه الثقوب الفائقة بسحب المواد إليها، مما يؤدي إلى إطلاق كميات هائلة من الطاقة. وتشكل هذه الطاقة تحديا للحركة الدورانية للثقب الأسود وبالتالي تتشكل أعمدة رقيقة تقذف إلى الفضاء. هناك أدلة على أن بعض المجرات قد تحتوي على ثقوب سوداء كتلتها مليار شمس.
أحد أنواع الأجسام التي تبعث كميات هائلة من الطاقة هي الكوازارات. العديد من علماء الفلك مقتنعون بأن الثقوب السوداء هي المسؤولة فعليًا عن الطاقة الهائلة المنبعثة من الكوازارات. من الممكن أن تحتوي معظم المجرات على ثقب أسود ضخم في مركزها، وأن النجوم الزائفة هي مجرد مجرات تم فيها ابتلاع الثقب الأسود بالكثير من المادة.
وكانت التكهنات الأخرى تدور حول وجود ثقب أسود في مركز مجرتنا. لسنوات عديدة، عرف علماء الفلك عن وجود مصدر راديوي غريب وقوي ومضغوط يسمى القوس أ. ويظهر على شكل ثقب أسود عملاق يضخ الغاز فيه. إذا كان هذا هو الحال بالفعل، فيجب أن يتوهج الغاز أيضًا في نطاق الأشعة تحت الحمراء. تم اكتشاف هذا الإشعاع مؤخرًا. لكن الوضع محرج، لدرجة أن البعض يشك في أننا قد لا يكون لدينا ثقب أسود واحد بل ثقبين أسودين في قلب المجرة.
يلتهم الثقب الأسود عظمة واحدة ولا يستطيع الخروج منها. وبدلاً من ذلك، ينمو الثقب الأسود ولا تعرف شهيته حدودًا. وبمرور الوقت، يمتص الثقب الأسود بانتظام جميع المواد ويستمر في التوسع. سيواجه العديد من النجوم مصيرهم، وسيتم إطلاق نجوم أخرى في الفضاء بين المجرات. على مر السنين، من المحتمل أن ينتهي الأمر بمعظم الأجسام الموجودة في الكون داخل الثقوب السوداء. سوف تتجه هذه الثقوب السوداء نحو بعضها البعض وتخلق ثقبًا أسودًا وحشيًا في طقوس أكل لحوم البشر.
من الممكن أن ينهار الكون بأكمله تحت ثقله في نهاية المطاف. كل النجوم التي تبقى، كل النجوم التي تختفي، وكل الثقوب السوداء ستندمج في انقباض كوني واحد يعرف باسم الابتلاع العظيم. إذا كان هذا السيناريو صحيحا، فإن الكون بأكمله سيجد نهايته داخل ثقب أسود عملاق واحد.
تمت ترجمة المقال في ذلك الوقت، ولكن لم يتم رفعه على موقع المعرفة. تم حفظه في نسخة مطبوعة بعد أن اختفت جميع ملفات ذلك الوقت، بصيغة أينشتاين، خلال التحولات العديدة بين أجيال الكمبيوتر.
