هل يمكن أن تنفجر الثقوب السوداء

يعتبر علماء الفلك أن الثقوب السوداء، مكانس كهربائية كونية، أجسام ضخمة كبيرة لدرجة أنه حتى الضوء لا يستطيع الهروب منها.يتخيل معظم الناس أن الثقوب السوداء لا تفعل شيئا سوى الجلوس هناك وتلتهم قطعا من الغازات أو الغبار، ولكن هل يمكن أن تتمتع الثقوب السوداء بالفعل بحياة داخلية أكثر إثارة للاهتمام؟ وهل يمكن أن تنفجر؟.يقو العلماء إذا كان "الانفجار" هو "إطلاق مفاجئ ومختصر لكميات هائلة من الطاقة" فإن الإجابة هي نعم بشكل لا لبس فيه، وأفضل جزء هو أنها يمكن أن تنفجر بعدة طرق مثيرة للاهتمام، إما بتفجير نفسها أو في البيئات المجاورة لها.

إشعاع هوكينغ

هناك طريقة واحدة يمكن أن تنفجر بها الثقوب السوداء، ترتبط العملية الكامنة وراء ذلك بحقيقة أن الثقوب السوداء ليست سوداء بالكامل، وهو ما اكتشفه عالم الفيزياء الفلكية الشهير ستيفن هوكينغ في عام 1976.قال سمير ماثور، الفيزيائي في جامعة ولاية أوهايو ، لـ موقع لايف ساينس: "في الفيزياء الكلاسيكية، لا يمكن أن يخرج شيء من الحفرة، لكن هوكينغ وجد أنه مع ميكانيكا الكم، يتسرب الثقب ببطء من طاقته إلى ما لا نهاية عن طريق إصدار إشعاع منخفض الطاقة، وهذا ما يسمى بإشعاع هوكينغ".

طالما أن الثقب الأسود لا يمتص مادة جديدة فإنه سيفقد كتلته ببطء عندما يُصدر إشعاع هوكينغ، ومع ذلك فإن إشعاع هوكينغ ينبعث ببطء.ويصدر الثقب الأسود العادي الذي تبلغ كتلته عدة أضعاف كتلة الشمس، فوتونا واحدا تقريبا أو حزمة من الضوء كل عام، بهذا المعدل سيستغرق الثقب الأسود النموذجي 10 إلى 100 عام ليتبخر تماما.

لكن هوكينغ أدرك أن الثقوب السوداء الأصغر تتبخر بسرعة أكبر، عندما يصبح الثقب الأسود أصغر وأصغر، فإنه يصدر المزيد والمزيد من الإشعاع، في اللحظات الأخيرة من حياته يصدر الثقب الأسود الكثير من الإشعاع، بسرعة كبيرة بحيث يعمل بشكل فعال مثل القنبلة، ويطلق سيلا من الإشعاع والجسيمات عالية الطاقة.إذا تشكلت ثقوب سوداء صغيرة (بحجم الأرض تقريبا) في وقت مبكر جدا من الكون، فستستغرق بضعة مليارات من السنين حتى تتبخر، مما يعني أن هذه الثقوب السوداء "البدائية" إن وجدت ستنفجر في جميع أنحاء الكون الآن .وحتى الآن لم يعثر علماء الفلك على أي دليل على انفجار الثقوب السوداء البدائية، لكن من الممكن أن تكون هناك.

الإشعاع الفائق

تتفجر الثقوب السوداء بنوع آخر من الانفجارات التي لا توجد في أي مكان آخر في الكون، وذلك بفضل حقيقة أنها تدور.الثقوب السوداء الدوارة، التي سميت أيضا بالثقوب السوداء Kerr تكريما لعالم الرياضيات النيوزيلندي روي كير الذي اكتشف كيفية عملها لأول مرة "تخلق بيئة إيرغوسفير حول آفاق الحدث"، وهي منطقة ممتدة من الفضاء حيث لا يمكن لأي شيء أن يبقى ثابتا، ويبدأ أي شيء يسقط باتجاه الثقب الأسود الدوار بالدوران حوله عندما يدخل الجسيم إلى الغلاف الجوي.

يمكن أيضا أن يسحب الزمكان الذي يدور حول الثقب الأسود الفوتونات، وإذا كان هناك عدد كاف من الفوتونات، فيمكنها أن ترتد عن بعضها البعض أو ترتد عن أي جسيمات تائهة، وفي بعض الأحيان يتسبب الارتداد في هروب الفوتونات من الغلاف الجوي، لكن في أوقات أخرى، يتسبب الارتداد في سقوط الفوتونات بشكل أعمق باتجاه الثقب الأسود، حيث تكتسب الطاقة.وبحسب الخبراء مع كل تكرار للعملية وكل رحلة حول الثقب الأسود، يكتسب الفوتون طاقة، تسمى هذه العملية "الإشعاع الفائق". إذا تحرر الفوتون أخيرا، فسيكون لديه كمية هائلة من الطاقة مقارنة بالوقت الذي بدأ فيه رحلته لأول مرة.

وإذا شارك عدد كاف من الفوتونات في العملية فيمكن أن تنفجر جميعا دفعة واحدة بطاقة لا تصدق، لتصبح ما يُعرف باسم "قنبلة الثقب الأسود". على الرغم من أن الثقب الأسود نفسه لا ينفجر، فإن هذا التأثير الفائق الإشعاع يظهر مرة أخرى مدى قوة الثقوب السوداء في التأثير على بيئتها.

الأقراص والطائرات

الطريقة الأكثر شيوعا التي تسبب بها الثقوب السوداء انفجارات ليست من خلال التدمير الذاتي، ولكن من خلال القوة المطلقة لقوة الجاذبية الهائلة.وتوجد الثقوب السوداء الهائلة في مراكز المجرات  وفي بعض الأحيان تمر كتل كبيرة من المادة مثل النجوم. وعندما يحدث ذلك ، يتمزق النجم إلى أشلاء من تأثيرات المد والجزر، وتطلق عملية التمزق هذه دفقة متفجرة من الطاقة. يمكن لعلماء الفلك على الأرض أن يشهدوا هذا الإطلاق للطاقة كتوهج قصير ولكنه مكثف للأشعة السينية وأشعة جاما.إلى جانب تمزيق النجوم تجمع هذه الثقوب السوداء العملاقة في كثير من الأحيان أسرابا من المادة تدور باستمرار حولها في أقراص تراكم عملاقة.

وتصل أقراص التراكم إلى درجات حرارة تصل إلى أربعة مليارات من الدرجات مما يجعلها أكثر الأشياء سطوعا في الكون، يمكن لقرص واحد متوهج أن يتفوق على أكثر من مليون مجرة في وقت واحد.وتقوم الأقراص بإخراج الحقول الكهربائية والمغناطيسية التي تمرر بعض مواد القرص حول الثقوب السوداء في أقوى حالاتها، وتخرج في شكل نفاثات طويلة ورفيعة تصل إلى عشرات الآلاف من السنين الضوئية.

قد يهمك ايضاً

علماء الفلك يستخدمون الرياضيات لتصفية ضباب الكون في صور التلسكوبات

معهد الفلك المصري يوضح حقيقة برودة كوكب الأرض وانتشار الأمراض