‏"الدعم من المشاهدين مثلك ‏يجعل هذا البرنامج ممكناً".
‏الرجاء التبرع لمحطة "بي بي إس".
‏من بين كل الأجسام في الكون...
‏الكواكب...
‏النجوم...
‏المجرات...
‏أياً منها ليس غريباً،
‏وغامضاً،
‏أو عظيماً...
‏كالثقوب السوداء.
‏الثقوب السوداء هي أكثر ‏الأمور إثارة للروعة في الكون.
‏فبمقدورها ابتلاع نجمة سليمة تماماً.
‏للثقوب السوداء نفاثات ‏قوية تنفث الأجسام للخارج.
‏اكتُشفت أولاً مرسومة على ورقة خلف ظرف...
‏كانت عبارة عن شخبطات بالقلم.
‏...الحل الغريب لمعادلة ‏تبدو غير قابلة للحل...
‏لغز رياضي...
‏...حتى "أينشتاين" لم يتقبل فكرة ‏وجود الثقوب السوداء في الحقيقة.
‏والناس لا يصدقون أنها ‏موجودة حقاً منذ سنوات أيضاً.
‏فالأمور الطبيعية لا تجري على هذا النحو.
‏وببطء، بينما يحقق العلماء ‏في ظاهرة الثقوب السوداء،
‏...عبر دراسة أثرها
‏على محيطها،
‏...إلا أن الدلائل تبدأ بالظهور...
‏هذا هو الدليل على الثقب الأسود.
‏إنه أضخم من كتلة الشمس بملايين المرات.
‏تظهر الاكتشافات الحديثة...
‏لقد نجحنا!
‏...الثقوب السوداء حقيقية جداً.
‏ظننت أنه أمر جنوني.
‏قلت، "يا إلهي..".
‏ولكن ما هي بالتحديد؟
‏إن تمكنا من زيارة أحدها، فماذا قد نرى؟
‏بقوتها العظيمة، هل شكل الثقوب السوداء
‏يشبه تشكيل الكون؟
‏هل من المحتمل أننا قد لا نوجد من دونها؟
‏إنها رحلة عظيمة.
‏"نهاية العالم في الثقب الأسود".
‏الآن على "نوفا"،
‏ثمة أجسام مريعة في الكون،
‏أجهزة تدمير،
‏مهددة للحياة وغامضة.
‏الثقوب السوداء.
‏حتى العلماء الذين يدرسونها
‏يجدونها أمراً مذهلاً .
‏يمكن للثقوب السوداء أن تأخذ عقلك.
‏أشعر بالذهول لوجود هذه الأجسام في الحقيقة.
‏تتحدى الثقوب السوداء مفاهيمنا عن الطبيعة.
‏إنها من أكثر الأمور غموضاً في الكون.
‏إنها غير مرئية تماماً،
‏ولكنها ذات قوة جبارة.
‏فقد تحول نجمة إلى فتات.
‏تبتلع الثقوب السوداء كل ما يمر أمامها.
‏علينا أن نبتعد عنها مهما كان الثمن.
‏حتى أن الثقوب السوداء تجعل الوقت يمر ببطء.
‏إنه أمر غريب جداً لأن نصدقه...
‏تحطم الثقوب السوداء ‏كل مفاهيمنا الفيزيائية.
‏ولكننا نكتشف أنها قد تكون ضرورية
‏لبقاء الكون في الوجود.
‏قد تكون هي العناصر الأساسية في الكون.
‏فما هي هذه الأجسام الغريبة الجبارة...
‏والعظيمة والمذهلة؟
‏أين هي، وكيف تتحكم في الكون؟
‏لا يزال البحث عن الثقوب السوداء قائماً.
‏ستكون هذه رحلة صعبة في الكون
‏إلى أماكن نكتشف فيها ‏الجديد عن كل ما نعتقد أننا نعرفه...
‏حيث المكان والزمان، ‏وحتى الحقيقة، تصبح أغرب من الخيال.
‏سنبدأ الرحلة من مكان غير مألوف
‏هنا، في منطقة نائية في ولاية "واشنطن،"
‏حيث، وللمرة الأولى،
‏تم اكتشاف الثقوب السوداء ‏بتجارب جديدة كلياً.
‏"ليغو، مرصد (هانفورد)"
‏بدأت هذه منذ أكثر من 50 عاماً،
‏عندما قام بعض العلماء الخياليين
‏بتخيل تقنية لم يتم اكتشافها بعد...
‏تبحث عن شيء لا يمكن لأحد أن يكتشفه.
‏هذا الاختبار خطير وجريء.
‏والفشل قد ينهي حياتهم للأبد.
‏ولكنهم لا يفشلون.
‏هنا، في هذه المرافق،
‏قاموا باكتشاف في غاية الأهمية.
‏"14 سبتمبر، 2015"
‏في الساعات الأولى ‏من يوم 14 سبتمبر عام 2015،
‏قاموا بتسجيل رسالة.
‏وكانت على هذا الشكل، شكلاً وصوتاً.
‏"ليغو هانفورد، ليغو ليفينغستون"
‏تغريدة صغيرة فحسب.
‏ولكن تلك التغريدة أسطورية وعظيمة.
‏سافرت الإشارة مليارات ‏السنين الضوئية لتصل إلينا.
‏ولدت من مكان بعيد جداً.
‏وما تخبرنا به هو التالي
‏في مكان ما في الكون، ‏وعلى مدى مليارات السنين،
‏التقى ثقبان أسودان عظيمان في مقابلة قاتلة.
‏اقتربا أكثر،
‏وكانا يدوران بسرعة أكبر،
‏حتى اصطدما ببعضهما في النهاية.
‏ونتج عن لقاءهما موجات انتشرت واتسعت.
‏تماماً كالموجات المنتشرة على طبل...
‏صوت يُسمع في نسج الكون نفسه.
‏تسبب الاصطدام بانفجار هائل،
‏نتج عنه قوة أكبر بـ50 مرة ‏من قوة الكون المرئية.
‏أرسل موجات ليست بحرارية أو ضوئية أو صوتية،
‏إنما موجات جاذبية.
‏موجة الجاذبية هذه تتوسع في الكون
‏بسرعة الضوء.
‏والموجة تسابق النجوم.
‏على كوكب الأرض الصغير، ‏تتشكل القارات العملاقة.
‏ظهرت الأجسام المجهرية للتو.
‏وهي تنتقل من مجرة إلى أخرى.
‏جالت الديناصورات في الأرض.
‏ولا تزال الموجات تنتشر.
‏وتتشكل في سحب من الغبار.
‏ثم تقترب من مجرة درب التبانة.
‏العصر الجليدي يبدأ.
‏إننا سكان الكهوف، نعيش في كهوفنا.
‏تصل الموجة إلى النجوم القريبة.
‏"ألبرت أينشتاين" لا يزال ‏في الصف السادس الابتدائي.
‏الموجة تقترب أكثر كقرب "ألفا سنتوري".
‏في منتصف ليل 13 سبتمبر عام 2015،
‏أصبحت قريبة كقرب كوكب "زحل".
‏وفي النهاية، وبعد مليارات السنين ‏من حادثة اصطدام الثقبين الأسودين،
‏وصلت الموجة إلينا.
‏حيث سُمعت من مراصد جديدة ثورية،
‏هي مواقع الاختبار الجريء.
‏هذا "ليغو"،
‏"مرصد تداخل موجات الجذب الليزري".
‏بعد 50 عاماً من الاختبارات، ‏تحقق النجاح أخيراً
‏وفُتحت أمامنا طرق ‏جديدة كلياً لاكتشاف الكون.
‏على مدى 400 عام، كل ما رصدناه في الفضاء
‏قد وصل إلينا على شكل طاقة كهرومغناطيسية.
‏أما تلك التغريدة الصغيرة فمختلفة.
‏ما ضرب كوكب الأرض في سبتمبر عام 2015
‏كان موجة جاذبية...
‏تمتد في نسيج الكون وتخترقه.
‏لم ينتج عنها أي ضوء،
‏ولم يقدر أي جهاز تلسكوب من رصد الاصطدام.
‏احتجنا إلى نوع جديد من المراصد لنكشفه.
‏تلك الموجة هي دليل جديد ومباشر
‏لواحدة من أقوى الأسرار الكونية
‏الثقوب السوداء.
‏معظمنا قد سمع شيئاً عن الثقوب السوداء.
‏إنها غير مرئية ولكن جبارة.
‏نحن نتحدث عن أجسام أكبر ‏من كتلة الشمس بمليارات المرات.
‏هذا غريب.
‏كيان فيزيائي
‏ذو كثافة لا حدود لها.
‏ليس له بداية ولا نهاية.
‏إنها تجذب الأجسام إليها.
‏ثم تجذب الضوء وتلويه.
‏إن اقتربت منها، يبدأ الوقت بالتغير.
‏الجاذبية كثيفة جداً لدرجة أن عقارب الساعة
‏ستبدأ بالتباطؤ.
‏سيصبح الوقت بطيئاً جداً بالنسبة إليك...
‏حتى أنك سترى مستقبل الكون كله
‏ينكشف أمام عينيك.
‏إن وقعت فيه، سيتقلص ‏جسدك فيصبح رقيقاً كالمعكرونة الشعيرية.
‏ستعلق في النسيج بين الزمان والمكان
‏تماماً مثل معجون الأسنان في الأنبوب.
‏اليوم، بتنا نعرف المزيد ‏عن الثقوب السوداء أكثر من قبل.
‏لكن كلما عرفنا أكثر، أصبحت غامضة أكثر.
‏إنها أكثر الأجسام غرابة في الكون.
‏ونحن لا نملك الفيزياء التي قد تصفها.
‏بغض النظر عن مدى فهمك لها،
‏إلا أنها تبقى بعيدة ‏المنال بطريقة أو بأخرى.
‏"تحميل زائد على النظام"
‏الإنسان على وشك الدخول ‏إلى الثقب الأسود الآن!
‏"الثقب الأسود"
‏لدى الثقوب السوداء سمعة ضارية بين الناس.
‏وإن أردت تجسيد الشرير في فيلم ‏خيالي علمي، عليك بالثقب الأسود.
‏لكن في الحقيقة، ما هو الثقب الأسود بالضبط؟
‏ومن أين يأتي؟
‏قد تظنون أن الثقب الأسود هكذا...
‏جسم.
‏ولكنه ليس كذلك.
‏إنه ثقب في نسيج الفضاء.
‏مكان خال من كل شيء ما عدا الجاذبية،
‏الجاذبية بأقوى أشكالها وقوتها.
‏لذا فإن كانت الثقوب السوداء ‏عبارة عن جاذبية
‏الجاذبية بأقوى صورها،
‏فما هي الجاذبية؟
‏"مقهى الجاذبية"
‏"مفتوح"
‏جميعنا نعرف الجاذبية.
‏أجل، اليوم هو الجمعة.
‏إنها تتحكم بحياتنا.
‏رغم ذلك، ولفترة طويلة جداً،
‏الطريقة التي تعمل بها الجاذبية
‏كانت واحدة من أعظم الأساطير.
‏فمنذ 300 عام وأكثر،
‏كان "إسحاق نيوتن" مأخوذاً ‏بسلوك الأجسام المتحركة.
‏وفي النهاية وضع قوانين الحركة.
‏إنها جيدة، ولا نزال نستخدمها حتى اليوم.
‏إقلاع، الإقلاع عند الساعة 9:34 صباحاً.
‏ولكن قوانين "نيوتن" تصف آثار الجاذبية فقط،
‏ولا تفسرها.
‏وهنا يأتي دور "ألبرت أينشتاين".
‏إنه يفكر بالأجسام المتحركة، مثل "نيوتن".
‏ويتساءل عن ماهية الجاذبية.
‏هل هي قوة؟
‏أو أنها شيء آخر غير ذلك؟
‏هذا ما كان يفكر به "أينشتاين".
‏فلنأخذ هذه التفاحة.
‏لا يمكنني تحريكها من دون لمسها.
‏ولكن إن رميت التفاحة...
‏فإنها تتحرك باتجاه الأرض.
‏ولكن ماذا لو نزعت يدي،
‏والأرض والقبو والأرض دون ذلك؟
‏ما الذي سيحصل؟
‏ستستمر التفاحة بالوقوع.
‏لاحظ "أينشتاين" أن الجاذبية
‏تتعلق بعملية الوقوع.
‏فإن رميت التفاحة الآن...
‏فإنها تتحرك في مسار مقوس.
‏ولكن فلنتخيل أنني أقدر على جعل ‏التفاحة تقع بشكل أسرع بكثير.
‏ففي النهاية، إن تمكنت من جعلها ‏تقع بسرعة كبيرة جداً،
‏فلنقل بسرعة 27 ألف كيلومتر في الساعة...
‏فإن مسارها المقوس سيوازي تقوس الأرض.
‏تسير التفاحة في مدار بشكل حر،
‏تماماً مثل "محطة الفضاء الدولية"
‏ورواد الفضاء في داخلها.
‏بالنسبة إلى "أينشتاين،"
‏فإن التفاحة ومحطة الفضاء ‏وكذلك رواد الفضاء...
‏كلها تقع بشكل حر في مدار مقوس في الفضاء.
‏ما الذي يجعل المسار مقوساً؟
‏كتلة الأرض.
‏وضع "أينشتاين" مفهوماً بسيطاً رائعاً،
‏وهو أن المكان والزمان ‏ملويّان بالتواء الأرض،
‏والشمس وكل الأجسام في العالم.
‏فبالنسبة إلى "أينشتاين،"
‏إن كتلة كل جسم...
‏تسبب تقوس الفضاء حولها.
‏هذا هو مفهوم "أينشتاين".
‏ليس ثمة من قوى بعد الآن.
‏إنها فقط أجسام تلوي الزمان والمكان
‏وأجسام أخرى تتبع الخط الأكثر استقامة فيها.
‏كل الأجسام المتحركة تتبع التقوس في الفضاء.
‏فكيف تحرك الأرض التفاحة من غير لمسها؟
‏الأرض تقوس الفضاء،
‏والتفاحة تقع وقوعاً حراً في هذه التقوسات.
‏وبالنسبة إلى نظرية "أينشتاين" النسبية،
‏فالجاذبية هي الفضاء المنحرف.
‏هذا المفهوم للجاذبية،
‏أي أن الجسم يسبب التواء الفضاء من حوله
‏توصل إلى فكرة الثقوب السوداء.
‏ولكن لم يكن "ألبرت أينشتاين" ‏أول من رأى الرابط
‏بين الجاذبية والثقوب السوداء.
‏بل هو عالم آخر.
‏"كارل شوارزشيلد"
‏إنه رائد فضاء ألماني،
‏ورئيس مرصد "بوتسدام" في "ألمانيا".
‏"(مارسيا بارتوسياك) ‏معهد (ماساتشوستس) للتقنية"
‏منذ شبابه كان يقوم بحسابات
‏معقدة عن مدارات الكواكب.
‏وعندما نشر "أينشتاين" نظريته ‏عن الجاذبية عام 1915،
‏كان "كارل شوارزشيلد" في الجيش الألماني،
‏يحسب مسارات المدفعيات ‏في الحرب العالمية الأولى.
‏بعد عدة أسابيع من نشر "أينشتاين" نظريته،
‏كان "شوارزشيلد"، في الجبهة الروسية...
‏يأخذ نسخة سريعاً
‏وكان يضع خريطة لمجال الجاذبية حول نجم.
‏توصل "أينشتاين" لهذا ‏عبر سلسلة من الأرقام التقريبية.
‏ولكن "شوارزشيلد"...
‏كان في الجبهة والرصاص والتفجير يحيط به،
‏قام بحساب حل دقيق لنظرية "أينشتاين"
‏ثم أرسله إلى "أينشتاين".
‏شعر "أينشتاين" بالذهول.
‏لم يكن يتخيل قط أن بإمكانك ‏حل المعادلات بشكل دقيق.
‏ولكن لم يتوقف "شوارزشيلد" عند هذا الحد.
‏فعند حله لمعادلات "أينشتاين،"
‏اكتشف ما لم يقدر "أينشتاين" من توقعه حتى.
‏فقال "شوارزشيلد"، "يمكنني ‏حساب هذه المسافة الغريبة
‏من جسم منجذب
‏يمثل نوعاً من الحدود".
‏يركز "شوارزشيلد" رياضياً على كتلة معينة،
‏كنجم مثلاً،
‏في نقطة واحدة.
‏ثم يحسب كم يمكن لتلك الكتلة أن تلوي الفضاء
‏وأشعة ضوئية منحرفة تمر بجانبه.
‏وعبر الرياضيات، فإنه
‏جلب جزيئات الضوء ‏أو الأجسام إلى هذه النقطة،
‏كانت هذه الحدود تحيط بالنقطة
‏حيث قد تتوقف هذه الجزيئات.
‏اختفت تلك الجزيئات.
‏وتوقف الزمن.
‏اكتشف "شوارزشيلد"
‏أن تركيز الكتلة قد يعوّج الفضاء
‏لدرجة أنه يُحدث منطقة اللاعودة.
‏فكل ما سيدخل في تلك المنطقة سيعلق،
‏لن يمكنه الهرب... حتى الضوء.
‏الأمر أشبه بالفنادق الرخيصة.
‏يمكن الدخول إليها، ولا يمكن الخروج منها.
‏فعندما تقطع تلك الحدود،
‏حتى لو كان بإمكانك السفر فيها،
‏فلن يمكنك فعل أي شيء للخروج منها،
‏ولن يمكنك فعل شيء لترسل إشارة إلى خارجها.
‏الأمر بهذه الغرابة، ‏جزء يتوقف فيه الوقت والمكان.
‏ما اكتشفه "كارل شوارزشيلد"
‏هو أنه عندما يتم ضغط ‏الكتلة في مساحة صغيرة جداً،
‏فإنه يخلق ما نسميه اليوم بالثقب الأسود.
‏ولكن "ألبرت أينشتاين"
‏الذي تتوقع نظريته عن الجاذبية ذلك
‏لا يصدق أن شيئاً كهذا ‏قد يحصل في العالم الحقيقي.
‏لم يظن "أينشتاين" أن
‏الطبيعة قد تتصرف بهذا الشكل.
‏لم ترق له الفكرة.
‏أصيب "كارل شوارزشيلد" بالمرض
‏وتوفي قبل أن يتمكن من أخذ ‏فرصة أكبر للتحقيق في اكتشافه الخاص.
‏"(ألمانيا) تستسلم"
‏بعد عامين ونصف، وفي نوفمبر من العام 1918،
‏انتهت الحرب العالمية الأولى.
‏النظرية الكبرى التي ‏اكتشفها "كارل شوارزشيلد"
‏بدا أنها ستذهب أدراج الرياح،
‏وتصبح هامشاً تاريخياً فضولياً لا أكثر.
‏ولكن في العقود التالية،
‏درس علماء الفيزياء المزيد عن الذرات...
‏وكيف أن الذرات الثقيلة تشعل النجوم،
‏في عملية تسمى الانصهار النووي.
‏بدأ البعض بالتساؤل إن كان ‏شيء ما كالثقب الأسود
‏قد ينتج من النجوم في الحقيقة.
‏ولكن ليس أي نجم، يجب أن يكون نجماً ضخماً.
‏تولد النجوم من الأوساخ الفضائية،
‏وثمة أحجام وكتل مختلفة لها...
‏ثمة آلاف من النجوم الصغيرة
‏وبعض النجوم الكبيرة وكذلك الضخمة،
‏والنجوم الهائلة الحجم.
‏تشبه النجوم الكائنات الحية من عدة نواحي.
‏إن لها دورة حياة مثل البشر.
‏وبالتحقيق في دورة حياة النجوم ‏في الثلاثينيات، برزت رؤيتان
‏من "سابرامانيان شاندراسكار" ‏و"روبرت أوبنهايمر"
‏هذان اكتشفا أن النجوم الضخمة
‏تنتهي حياتها بطريقة مختلفة ‏تماماً عن النجوم الصغيرة.
‏"مراجعة فيزيائية للكتل النيوترونية الضخمة"
‏"(نيا إيمارا) ‏جامعة (هارفارد)"
‏إن دورة حياة النجم تعتمد على كتلته.
‏فكتلة النجم تحدد ما سيحصل
‏بعد أن ينتهي النجم من حرق الهيدروجين.
‏كل النجوم تبدأ بعملية حرق ‏الهيدروجين، وهو الذرة الأصغر،
‏وتصهر ذرات الهيدروجين فتتحول إلى الهيليوم،
‏ثم تتحول إلى عناصر ثقيلة أكثر.
‏الجاذبية تضرب كتلة النجم بشكل كامل،
‏ولكن الطاقة الهائلة الناتجة ‏عن الانصهار تضغط للخارج،
‏ما يمنع النجم من الانهيار.
‏فالنجوم ثابتة لأنها خاضعة ‏للضغط الموجه للخارج
‏نتيجة للانصهار النووي،
‏وهي تؤمن التوازن مع القوة ‏الضاغطة للداخل، أي الجاذبية.
‏لا يمكن للنجوم الصغيرة ‏أن تصهر عناصر أثقل من الهيليوم.
‏ولكن في معظم النجوم الضخمة،
‏فإن الانصهار يضغط الذرات الأكثر ثقلاً
‏حتى يصبح حديداً.
‏"الحديد"
‏الحديد هو عنصر ضخم فيه كثير من البروتونات،
‏وكلما انصهر الحديد لوقت أطول،
‏توقفت الطاقة عن الخروج منه.
‏الحديد هو النهاية المميتة للنجوم.
‏إن انصهار الذرات لأكثر من الحديد
‏يمنع الطاقة من الخروج ‏من النجم ليبقيه ثابتاً.
‏ومن دون الطاقة الكافية الناتجة عن الانصهار
‏التي تبقي النجم مضخماً،
‏فلن يكون ثمة قوة لمواجهة الجاذبية.
‏وتصبح الجاذبية هي الطرف الغالب.
‏وبالتالي ينهار النجم.
‏وبسرعة فائقة، يحصل ‏اصطدام لتريليونات الأطنان من المواد،
‏فترتطم بالجسم المكثف ثم ترتد،
‏فتسبب انفجاراً هائلاً ‏في الطبقات الخارجية للنجم...
‏هذا ما يسمى بالمستعرّ الأعظم.
‏فكلما كانت الكتلة أكبر، زادت الجاذبية.
‏وإن كان الجسم المتبقي ضخماً كفاية،
‏تصبح الجاذبية منيعة لا يمكن إيقافها.
‏ليست هناك قوة معروفة
‏تمنع حصول انهيار إلى نقطة متناهية الصغر.
‏تدفع الجاذبية الجسم النجمي للأسفل،
‏فيصغر جداً،
‏حتى تصبح كتلته مضغوطة ‏إلى نقطة متناهية الصغر...
‏هي الثقب الأسود.
‏هذه النظرية منطقية،
‏ولكن معظم علماء الفيزياء ‏لا يزالون شكاكين في أمر الثقوب السوداء.
‏فـ"أينشتاين" و"أدرينغتون"، ‏وهما كما تعلمون،
‏من أكبر علماء الفيزياء الفلكية ‏من الثلاثينيات وحتى الخمسينيات،
‏لم يؤمنا بأنها حقيقية فعلاً.
‏بقيت هذه حلاً، ولغزاً رياضياً،
‏لفترة طويلة من الزمن.
‏استغرق الأمر وقتاً طويلاً ‏ليبدأ الناس بالتقصي عنها.
‏وفي الستينيات،
‏بدأ الناس يأخذون فكرة الثقب الأسود ‏الناتج عن المستعر الأعظم بشكل جدي.
‏عالم الفيزياء من "برينستون" المسمى ‏"جون ويلير"، الذي كان مشككاً بالأمر بداية،
‏بدأ باستخدام تسمية تاريخية ‏لهذه الأجسام غير المرئية...
‏الثقب الأسود.
‏مصطلح "الثقب الأسود" قادم من "الهند".
‏كان "الثقب الأسود" اسم سجن ‏غير مشهور في "كولكاتا".
‏"...محتجز في (الثقب الأسود)"
‏وحتى ذاك الحين، لم يكن أحد ‏قد رصد أي إشارة عن الثقب الأسود.
‏ثم في العام 1967، ‏قامت الطالبة "جوسلين بيل"
‏باكتشاف نجم ميت صغير جداً وغريب
‏يصدر منه ضوء خافت...
‏نجم نيوتروني.
‏البقايا الباردة من الانهيار النجمي،
‏النجم النيوتروني يمنح رواد الفضاء ثقة أكبر
‏بأن الثقوب السوداء، ‏أي النجوم الميتة والأكثر ثقلاً،
‏قد تكون موجودة أيضاً.
‏وبعد نصف قرن من كشف "كارل شوارزشيلد"
‏معلومات عن الثقوب السوداء ‏رياضياً بأنها محتملة نظرياً...
‏فإن العلماء قد عرّفوا عملية طبيعية
‏قد تولّدها وهي موت النجوم الضخمة.
‏إذاً فانفجارات المستعرّ ‏الأعظم للنجوم الهائلة الضخامة
‏تولّد الثقوب السوداء.
‏أي نجم يولد بكتلة
‏أكبر من كتلة الشمس بعشر أضعاف أو أكثر،
‏ستسبب ثقباً أسود.
‏إذاً فمجرتنا تحتوي على عدد ‏من الثقوب السوداء الصغيرة،
‏التي هي عبارة عن أجسام ‏نجمية لأجيال من النجوم
‏التي وُلدت وماتت.
‏إذاً فكيف تبدو هذه ‏الأجسام النجمية غير المرئية؟
‏تخيلوا أنني أكتشف الفضاء
‏بتقنيات متطورة تسافر ‏في عمق الأجسام النجمية،
‏أي أنه يمكننا زيارة ثقب أسود...
‏ربما واحد من الثقوب المجاورة في مجرتنا.
‏هذا الثقب الأسود بالتحديد ليس كبيراً جداً،
‏حجمه عشر كتل شمسية فقط،
‏أي كتلته تزيد عن كتلة الشمس بعشر أضعاف،
‏وكباقي الثقوب السوداء، فإن له أفق...
‏أي حدود مرئية للظلام.
‏هذه هي الحدود التي اكتشفها ‏"كارل شوارزشيلد" أولاً،
‏حيث تكون الجاذبية قوية ‏جداً فتجذب إليها كل شيء،
‏ليس الضوء فحسب.
‏ونحن سنذهب إلى هناك.
‏وكلما اقتربنا منه، ‏تبدأ أمور غريبة بالحدوث.
‏انظروا إلى حدود الثقب الأسود،
‏انظروا كيف أن صورة النجوم البعيدة ‏مشوهة ومشكلة بشكل دائري؟
‏هذا ما يسمى بعدسة الجاذبية.
‏جاذبية الثقب الأسود الهائلة ‏تحرف مسار الضوء المار بجانبها،
‏حتى أن نقطة الضوء، كالنجم مثلاً،
‏تظهر على شكل خاتم في الأفق الظاهر.
‏أنا الآن في منطقة جاذبية الثقب الأسود،
‏وسنبدأ الآن باختبار الآثار.
‏الجاذبية الهائلة تبطئ الوقت فعلياً
‏نسبة إلى الأرض.
‏من جهتهم،
‏فإنهم يروني بطيئة.
‏أما من جهتي أنا، فأرى ‏الوقت على الأرض يتسارع.
‏فلنقل الآن إنني أود الاقتراب أكثر،
‏عبر السير في الفضاء.
‏"نوفا"
‏الطريقة التي يبطئ فيها الثقب الأسود الوقت
‏تصبح واضحة أكثر.
‏ولكي أتابع التغيرات التي سأختبرها،
‏سأنير هذا الضوء هنا.
‏سيضيء مرة كل ثانية.
‏من هنا، يمكن رؤية حدود الأفق تقترب
‏وضوئي يشع بشكل طبيعي.
‏ولكن بالنظر من المركبة،
‏فكلما اقتربت من الثقب الأسود أكثر،
‏بدوت أبطأ في الحركة.
‏النبضات متباعدة كثيراً...
‏وكأنني متجمدة في الوقت.
‏بالنسبة إلي، كل شيء يبدو طبيعياً.
‏حتى عندما أصل إلى الأفق الظاهر.
‏إن انتظرتم لقوت طويل كفاية...
‏ربما ملايين أو مليارات السنين،
‏فإن المركبة ستراني أختفي أخيراً.
‏وهذا آخر ما قد ترونه مني.
‏ماذا هناك في داخل الثقب الأسود؟
‏لا يزال هذا غامضاً.
‏وحتى لو اكتشفت ذلك، لن أتمكن ‏من أن أعود وأخبركم أبداً.
‏ولكن يمكنني القول إن الثقوب السوداء ‏تبدو مظلمة من الخارج،
‏ولكن من الداخل، فقد تكون مشرقة.
‏يمكنني رؤية ضوء المجرة ‏الذي دخل في الثقب من بعدي.
‏وهذا كل ما سيمكنني رؤيته بعد ذلك.
‏للأسف، ستنتهي رحلتنا الممتعة.
‏والآن بعد أن دخلت في الأفق،
‏فإنني أقع باتجاه المركز،
‏حيث تتركز كتلة الثقب الأسود كلها.
‏وأنا أبدأ بالتمدد.
‏كلما اقتربت أكثر، فإن الجاذبية تجذب قدماي
‏بقوة أكبر من رأسي،
‏وجسدي يبدأ بالتمدد.
‏سيصبح جسدي ممداً تماماً كالمعكرونة ‏الشعيرية... سيصبح طويلاً ورقيقاً.
‏وسينتهي بي الأمر
‏بالتفكك إلى عناصر جسدي الأساسية،
‏التي ستصبح بدورها ‏عبارة عن نقطة متناهية الصغر.
‏ثمة خاصية معنية،
‏حيث أن كل ما نفهمه ‏عن الفضاء والوقت ينتهي هنا.
‏أو أن الثقب الأسود ربما،
‏الذي يبدو باتساع 64 كيلومتراً من الخارج،
‏ومن الداخل فهو بحجم الكون.
‏وعندما أمر منه،
‏فإن عناصري ستعود ‏للتركيبة البدائية لبداية جديدة.
‏إذاً فهذا ما تقوله النظرية عما قد نختبره
‏إن سافرنا في عمق الثقب الأسود.
‏ولكن كيف يمكننا التأكد منها؟
‏كيف يمكن التحقق من شيء لا يمكن رؤيته؟
‏"استاد يانكي"
‏ثمة طرق للتحقيق
‏إن كان شيء ما يحصل في مكان معين،
‏حتى لو لم أتمكن من رؤية هذا الشيء مباشرة.
‏فلنأخذ "استاد يانكي"...
‏ماذا يحدث في الداخل؟
‏هل ثمة لعبة تجري فيه الآن؟
‏لا يمكنني رؤية الملعب.
‏لا يمكنني رؤية اللاعبين ‏أو كرات البايسبول أو المضارب.
‏ولكن يمكنني أن أعرف ‏إن كان ثمة نشاط ما يقام فيه.
‏"ساب واي"
‏من الواضح أن شيئاً ما يحصل.
‏قد يبدو هذا واضحاً، ولكن مهما كان الحدث،
‏يمكنني معرفة الكثير عبر ‏ملاحظة ما يجري حول الاستاد فحسب.
‏يبدو أن هؤلاء من محبي لعبة البايسبول.
‏وهذه هي الطريقة التي نحقق ‏فيها بالثقوب السوداء.
‏عبر ملاحظة أثرها على محيطها.
‏ولكن ما هي هذه الآثار؟
‏كيف يمكن لثقب أسود أن يكشف عن نفسه؟
‏قبيل الحرب العالمية الثانية،
‏قُدم اكتشافان مهمان وهما ‏على وشك أن يغيرا علم الفلك بشكل جذري.
‏نبضات لاسلكية تٌسمع من مجرة درب التبانة
‏عام 1931، قام المهندس ‏"كارل جانسكي" من "بيل لابس"
‏بالتقاط موجات لاسلكية ‏غامضة آتية من عمق الفضاء.
‏ثم بدأت السماء تبدو غريبة...
‏عندما أرسل العلماء عدادات ‏"جايجر" على متن صواريخ ألمانية
‏واكتشفوا أن الكون مليء بالأشعة السينية.
‏أعطت هذه الاكتشافات ‏علماء الفلك أدوات جديدة ومهمة
‏ستكون ثورية عند البحث في الثقوب السوداء
‏وستوسع الرؤية بشكل دراماتيكي.
‏ما يمكن لعينيك رؤيته
‏هو جزء صغير جداً من الطيف الكهرومغناطيسي.
‏إن مددنا الطيف الكهرومغناطيسي ‏على طول جسر "بروكلين،"
‏فالجزء الذي تراه أعيننا ‏ليس إلا بضعة أقدام منه.
‏الإشعاعات الكهرومغناطيسية
‏تشمل موجات لها ترددات مختلفة.
‏موجات لاسلكية، موجات دقيقة، ‏الأشعة ما تحت الحمراء وفوق البنفسجية،
‏أشعة سينية، وإشعاعات غاما.
‏علم الفلك المستخدم الأشعة ‏السينية واللاسلكية منطلق في السماء،
‏ويكشف الأجسام الخافتة أو حتى غير المرئية
‏ويكتشف الطاقة الجبارة ‏التي لم يعرفها أحد من قبل.
‏"(راينر فايس) ‏معهد (ماساتشوستس) للتقنية"
‏بدؤوا يلاحظون أن هذا الجسم ‏الهادئ الذي نراه هناك،
‏كل ذاك الشيء الصامت ‏الذي يبدو وكأن لا شيء يحصل بداخله
‏وأن الأجسام الوحيدة المتحركة هي الكواكب،
‏وجدوا أن أحداثاً جنونية تجري فيه.
‏ثمة حالة فوضى في الداخل!
‏الأشعة السينية تأتي من طرف ‏الطيف المحمل بالطاقة.
‏ما الذي يولّد كل هذه الطاقة؟
‏هذا الأمر أكيد، أن مهما كان مصدرها،
‏فإنه لا يمكن رؤيته بالتلسكوب العادي.
‏وهو جسم حار.
‏الأشعة السينية تأتي من الأجسام
‏التي تزيد حرارتها عن ملايين الدرجات.
‏"(بول موردين) ‏معهد الفلك، (كامبريدج)"
‏وحتى عشرات الملايين.
‏واحد من أوائل مصادر الأشعة السينية ‏التي لفتت انتباه علماء الفلك
‏سُميت "كيغنس أكس 1".
‏"كيغنس"، كان في مجموعة "كيغنس،"
‏"أكس"، وهو مصدر أشعة سينية، ‏والرقم 1، كانت الأشعة الأولى المُكتشفة.
‏عام 1970، "بول مورد"، وهو عالم فلك إنكليزي
‏كان يحاول تأمين عمله التالي.
‏كنت أعمل في مجال البحث،
‏وكنت على وشك إنهاء عقد ‏عملي وكانت مدته ثلاث سنوات،
‏ففكرت، "كيف يمكنني أن أساهم ‏بمعرفة ماهية هذه الأشياء؟"
‏يعمل "موردن" في قصر من القرن الخامس عشر
‏وحوله الكثير من أجهزة التلسكوب...
‏"المرصد الملكي".
‏باستخدام التلسكوب الأكبر في "إنكلترا،"
‏بدأ يبحث عن منطقة مجموعة "كيغنس"، البجعة.
‏قرر أن يبحث عن أزواج من النجوم.
‏أزواج النجوم تسمى الثنائيات.
‏قد تبدو غريبة، ولكنها شائعة جداً.
‏فكثير من النجوم التي نراها، وربما نصفها،
‏هي في الحقيقة ثنائيات،
‏أزواج من النجوم التي تسير ‏في مدار واحد بفعل الجاذبية.
‏يتساءل "موردين" أن "هل يُحتمل وجود ثنائيات
‏يمكن رؤية نجمة واحدة من بينها؟
‏ظننت أنه يمكن أن يكون ثمة نظام نجمي
‏فيه نجم عادي يشع منه النور،
‏ونجم آخر تصدر منه الإشعاعات السينية.
‏العلامة المنبهة للثنائي هي ‏أن تدور النجوم حول بعضها.
‏إذاً يبدأ "موردين" بالبحث عن نجم مرئي
‏ويبدو أنه متحرك.
‏أحياناً تراه يقترب منك، وأحياناً يبتعد.
‏عندما يقترب النجم منا، ‏يبدو لونه أكثر زرقة،
‏إذ إن طول موجة ضوءه يصبح أقصر.
‏وعندما يبتعد، يبدو لونه أكثر حمرة،
‏إذ إن طول موجة ضوءه يصبح أطول.
‏يسمى هذا "تأثير دوبلر".
‏بعد النظر في تغير الألوان
‏في مئات النجوم في منطقة "كيغنس،"
‏يلاحظ "موردين" أمراً مشبوهاً،
‏نجم مرئي متغير اللون ومتحرك.
‏"كيغنس أكس 1"
‏كان واضحاً أنه نجم ثنائي.
‏كان النجم يتحرك بشكل منتظم ودوري،
‏يقترب كل 5.6 أيام.
‏ولكن لم يمكن رؤية ما يدور حوله.
‏لم يمكن إيجاد أثر لطيف النجم الثاني.
‏كان ثمة نجم واحد فقط، لم يوجد نجم ثان.
‏لدى "موردين" ثنائي نجوم بنجم مرئي واحد.
‏والجسم الثاني يصدر أشعة سينية،
‏وكتلته والجاذبية عليه ‏قد تحرك نجماً بشكل دراماتيكي،
‏ولكن لا يشع منه أي ضوء.
‏هل هو جسم نجم ضخم ‏كفاية لأن يصبح ثقباً أسود؟
‏الأمر الأهم لتقرير ما ‏إذا كان "كيغنس أكس 1" ثقباً أسود
‏كان أن نقوم بقياس كتلة الجسم ‏الذي يصدر الأشعة السينية.
‏"(كيب ثورن) (كالتيك)"
‏عليه أن يكون هائلاً في الحجم،
‏أي ثلاثة أضعاف حجم شمسنا على الأقل.
‏إن لم يكن كذلك، فإنه ‏قد يكون نجماً نيوترونياً فحسب...
‏نجم منهار ذو كثافة عالية ولكنه ليس ‏ثقيلاً كفاية ليصبح ثقباً أسود.
‏لذا كان على العلماء الاستنتاج
‏أن الجسم المعتم، أي الجسم الذي يرسل ‏الأشعة السينية في مجموعة "كيغنس أكس 1،"
‏كان أثقل، بل يأملون أنه أثقل بكثير،
‏من الكتل الشمسية الثلاثة.
‏ومن ملاحظاته، تمكن "موردين" من تقدير
‏كتلة النجم الثاني غير المرئي.
‏وكانت الإجابة أنه...
‏ست مرات أكبر من كتلة الشمس.
‏فقيل أن "كيغنس أكس 1" هو ثقب أسود.
‏ومفتاح هذه الحجة كان
‏أن كتلة النجم الذي لا يمكنك رؤيته
‏كانت أكثر من ثلاث كتل شمسية.
‏وعندما انتهيت من كتابة الملاحظات فكرت،
‏"إنه ثقب أسود".
‏كان هذا الكشف الفعلي الأول لثقب أسود.
‏إنه ادعاء كبير، ‏وعلى "موردين" أن يقنع المشككين،
‏بدءاً بمديره.
‏عالم الفلك الملكي، "سير ريتشارد وولي".
‏لم يكن مقتنعاً جداً بالثقوب السوداء.
‏"إنها خيالية فحسب..".
‏إنها نوع من... كثير من سكان ‏"كاليفورنيا" كانوا يتحدثون عنها.
‏ثمة كثير من الناس ‏المضحكين في "كاليفورنيا".
‏تعلم، كثير من الناس غير المألوفين عادة.
‏أناس مثل المنظر "كيب ثورن".
‏كنت متوتراً بهذا الشأن.
‏كنت متوتراً بسبب حجم الاكتشاف.
‏وكذلك كان الناس المحيطين بي.
‏كنت أعمل مع عالمة أخرى هي "لويز وييبستر".
‏وكنا متواضعين جداً ‏بخصوص الفكرة التي سنطرحها
‏إذ كنا نعرف ما سيفكر به الناس.
‏وإن ما نظرتم إلى الورقة التي نشرناها،
‏فإنها تذكر كلمة "ثقب أسود" ‏مرة واحدة في النهاية.
‏"قد يكون ثقباً أسود". ‏بقلم "لويز ويبستر" و"بول موردين"
‏"نظن أنه قد يكون ثقباً أسود".
‏نُشرت ورقة "بول موردين" ‏و"لويز ويبستر" في سبتمبر عام 1971.
‏وافق علماء آخرون ‏على الحجة، قد يكون ثقباً أسود.
‏"يمكن أن يكون النجم ‏الثاني ثقباً أسود". "سي تي بولتن"
‏ولكن أحداً منهم ليس متأكداً من ذلك.
‏بعد ثلاث سنوات،
‏"كيب ثورن" وعالم الفيزياء "ستيفن هاوكينغ"
‏قدما رهاناً مشهوراً الآن عن "كيغنس أكس 1".
‏راهنا على كون "كيغنس أكس 1" ‏ثقباً أسود أو لا.
‏كان الرهان فكاهياً جزئياً.
‏كلا الرجلين يأملا أن يكون ثقباً أسود.
‏ولكن "هاوكينغ" لم يرد ‏المبالغة فراهن عكس تأملاته.
‏"ليس في (كيغنس أكس 1) ثقب أسود"
‏يقول "ستيفن" إنه ما من ثقب ‏أسود في "كيغنس أكس 1".
‏وأنا أقول إنه فيه ثقب أسود.
‏وقعنا على الرهان في ديسمبر عام 1974.
‏وتدريجياً، بدأت حقيقة أنه ثقب أسود
‏تصبح أقوى.
‏وفي يونيو عام 1990، دخل "ستيفن" إلى مكتبي
‏وبصم بإبهامه على خسارته الرهان،
‏واعترف بالرهان في غيابي.
‏عدت من "روسيا" واكتشفت أنه اعترف بالخسارة.
‏وفي مطلع العام 1990، ‏الدليل على كتلة "كيغنس أكس 1"
‏كان قوياً كفاية ليحسم الرهان بين صديقين.
‏ولكن التقدير الأولي ‏لم يكن دقيقاً كفاية ليحسم الأمور.
‏لحساب الكتلة،
‏كان على "بول موردين" ‏الاعتماد على تقديرات أولية
‏للمسافة إلى "كيغنس أكس 1،"
‏التي تتباين بعشرة أضعاف.
‏ولن تكن ستتم الإجابة ‏عن السؤال قبل 20 سنة أخرى،
‏حتى دخل عالم الفلك ‏"مارك ريد" في عملية البحث.
‏"ريد" هو عالم فلك
‏في مركز ‏"هارفرد سميثسونيان للفيزياء الفلكية"
‏عندما أراد أن يثبت بالاستنتاج
‏أن "كيغنس أكس 1" هو ثقب أسود
‏عبر قياس كتلته بدقة.
‏ولكن كيف يمكن قياس كتلة جسم غير مرئي؟
‏باستخدام قوانين طورها عالم الفلك الألماني ‏"جوهانز كيبلير" في القرن السادس عشر،
‏فإنه من الوارد حساب كتلة جسم سماوي،
‏إن كنت تعرف مسافته.
‏المسافة في علم الفلك أمر أساسي للغاية.
‏إن لم تعرف المسافة، فلن تعرف ماهية الجسم.
‏"(مارك ريد) ‏مركز (هارفارد-سميثونيان) للفيزياء الفلكية"
‏قد يكون جسماً قريباً يشبه اليراعة.
‏قد يكون نجماً بعيداً وضخماً ‏وأكبر من الشمس بكثير.
‏فلكي يجد كتلة "كيغنس أكس 1" الحقيقية
‏ويؤكد أنها ثقب أسود،
‏علي "ريد" حساب بعدها عن الأرض.
‏ولكن كيف يمكنه حساب المسافة إلى النجم؟
‏يكمن السر في ظاهرة مألوفة تسمى "بارالاكس".
‏إنها ما تراه أعيننا ‏ودماغنا بالأبعاد الثلاثة.
‏يمكنك رفع إصبعك إلى نفس ارتفاع ذراعك،
‏انظر إليه وأغمض عيناً واحدة.
‏إنني أغمض عيني اليسار.
‏وأنظر إلى إصبعي
‏نسبة إلى الحائط في الخلف ذاك.
‏والآن إن فتحت عيني ثم أغمض عيني اليمين،
‏أرى أن إصبعي بدا أنه تحرك
‏مقارنة بالوضعية الأصلية.
‏ذلك لأن عينينا متباعدة،
‏ونرى الأشياء من نقطتين مختلفتين.
‏باستخدام "بارالاكس" لحساب ‏المسافة إلى جسم ما في السماء،
‏يدع علماء الفلك حركة الأرض
‏تزودهم بنقطتي الرؤية المختلفتين.
‏تخيل أن "كيغنس أكس 1" هنا.
‏وأن الأرض والشمس هناك.
‏الآن، تدور الأرض حول الشمس مرة طوال السنة.
‏وفي فصل الربيع تصل الأرض ‏إلى جانب واحد من الشمس،
‏ونرى "كيغنس أكس 1" في مسار شعاع كهذا.
‏وبعد ستة أشهر، تدور الأرض حول الشمس
‏إلى الجانب الآخر.
‏وهنا نقطة الرؤيا الثانية من "كيغنس أكس 1".
‏هنا ثمة مثلث بين الأرض من تلك النقطتين
‏و"كيغنس أكس 1".
‏نحن نعرف قاعدة المثلث،
‏قطر مدار الأرض.
‏ومبادئ الرياضيات الهندسية تقول
‏إن علينا أن نحسب المسافة
‏في حجم الزاوية في الأعلى.
‏ثم نقيس هذه الزاوية الصغيرة هنا،
‏عند نقطة "كيغنس أكس 1".
‏ومن الرياضيات الهندسية مباشرة،
‏يمكننا حساب المسافة إلى "كيغنس أكس 1،"
‏ومنها نحصل على حجم الكتلة الدقيق.
‏المفهوم بسيط.
‏ولكن "كيغنس أكس 1" بعيد جداً
‏لدرجة أن الزاوية التي يجب ‏قياسها صغيرة جداً،
‏أقل من كسر الدرجة الواحدة.
‏إنها أصغر من الزاوية ‏بين أنف "أبراهام لينكولن"
‏على قطعة معدنية في "سان فرانسيسكو" ‏مرئية من "نيويورك".
‏ولأن الزاوية صغيرة جداً،
‏فلا يمكن قياسها من أي تلسكوب.
‏ولكن لدى فريق "ريد" حل لذلك.
‏نأخذ عشرة أجهزة تلسكوب لاسلكي
‏موزعة حول القارة الأميركية،
‏و"هاواي" و"سانت كروا" في جزر "فيرجين".
‏نستخدم هذه التلسكوبات في آن واحد،
‏ثم نجمع في حاسوب
‏جهاز تلسكوب يبلغ قطره حجم الكرة الأرضية.
‏فبذلك تحصل على رؤية واضحة للزاوية.
‏بهذه التقنية، يحدد فريق "ريد"
‏أن "كيغنس أكس 1" بعيد 6000 سنة ضوئية.
‏وبحساب المسافة هذا، أي 6000 سنة ضوئية،
‏تمكنا من تحديد حجم الكتلة بـ15 كتلة شمسية،
‏أي أنه ثقب أسود وهذا واضح.
‏بقي هذا احتمالاً لمدة أربعين عام،
‏ولكن "كيغنس أكس 1" معترف به اليوم
‏كالثقب الأسود الأول المجمع عليه.
‏لم ندرك قيمة هذه الورقة،
‏وحقيقة أن اسمي واسم ‏"لويز ويبستر" كانا مدونان عليها،
‏قدمت لنا الكثير في مسيرتنا المهنية.
‏وأظن أنه بسبب هذه الاكتشاف، ‏حصلت على عمل دائم.
‏وكان هذا يوم عيد بالنسبة إلى عائلتي.
‏لذا فقد كان أثرها كبير علي.
‏إضافة إلى الشعور بالاكتفاء الفكري
‏لحل مشكلة عالقة.
‏أخيراً، وبعد سنوات من البحث،
‏وجدنا ثقباً أسود.
‏ليس هذا وحسب، إنما ثقب أسود يبث أشعة سينية
‏وله نجم مصاحب له.
‏إن تمكنا من زيارته في مركبتي الخيالية،
‏ماذا قد نرى؟
‏المسافة إلى "كيغنس أكس 1"
‏أُجمع أنها 6000 سنة ضوئية من الأرض.
‏وكتلتها 15 كتلة شمسية، ‏أي 15 ضعف كتلة الشمس.
‏و"كيغنس أكس 1" محاط بقرص ثابت...
‏غمامة بشكل قرص هي تراكم من ‏الغازات والغبار خارج أفقه الظاهر،
‏أي نقطة اللاعودة.
‏بينما تدفع الجاذبية ‏الأجسام نحو الثقب الأسود،
‏تبدأ السحابة بالدوران،
‏تماماً كما ينزل الماء في المصرف.
‏وفي تلك السحابة الثابتة،
‏تبدأ الجزيئات الأقرب للثقب الأسود بالدوران
‏بنصف سرعة الضوء.
‏إنه كجزء ضخم مسرّع في الفضاء.
‏ولكن لماذا يبث الأشعة السينية؟
‏بينما تتحرك هذه الجزيئات، فإنها تندمج،
‏وهذا ما يرفع حرارتها إلى ملايين الدرجات.
‏وعندما تصبح حارة إلى هذا الحد، ‏تبدأ الجزيئات بإصدار الأشعة السينية.
‏وهذه الأشعة هي التي جعلت ‏العالم الفلكي "بول موردين"
‏يحقق في الثقب الأسود منذ خمسين عاماً.
‏المختلف في "كيغنس" هو
‏أن ثمة نجم يصاحبه.
‏هذا النجم الأزرق الهائل
‏يدور حول الثقب الأسود مرة كل 5.6 أيام.
‏إنه يدور على مقربة من "كيغنس أكس 1"
‏حتى أن الثقب الأسود يجذب أجساماً من النجم
‏ويدخلها إلى قلب القرص.
‏بعض من هذه الأجسام ستقطع الأفق،
‏وسيبتلعها الثقب الأسود، وبعضها لن يفعل.
‏بعض الأجسام تخرج في الحقيقة
‏قبل أن تدخل إلى قلب الثقب الأسود
‏مثل الطفل الصغير الذي يتناول طعامه، ‏نصف المعكرونة تراه وقع إلى الأرض،
‏"(فريال أوزيل) ‏جامعة (أريزونا)"
‏نصفه قد تجده على السقف، وبعضه في الفم.
‏من أكثر الخصائص الغامضة ‏والمثيرة في "كيغنس أكس 1"
‏هي ما ينفثه من أشياء ضخمة.
‏هذه الأطياف من الجزيئات والأشعة المنبثة
‏من قطبي "كيغنس" الشمالي والجنوبي،
‏تكون عمودية على القرص.
‏أمامنا الكثير لنعرفه عما يبثه،
‏ولكنه مكثف كثيراً وقوي للغاية،
‏إذ تخرج بسرعة الضوء تقريباً
‏وتبتعد عن "كيغنس" بمسافات كبيرة.
‏عندما يصل الغاز إلى هذه الدرجات ‏من الحرارة وينتج الضوء،
‏ينتج هنا مجال مغناطيسي صغير
‏ويمتد حوله.
‏لسنا ندرك كيف يحصل ذلك،
‏ولكن المجالات المغناطيسية هذه
‏تساهم في توجيه ما ينبعث من الثقوب السوداء،
‏إنها كالأنابيب القوية التي تدفع ‏الأجسام إلى الخارج.
‏إذاً فهذا هو "كيغنس أكس 1" ‏إن نظرنا إليه عن قرب،
‏ثقب أسود متنامي يجذب ‏الأشياء وله منافث ضخمة...
‏ينفث الجزيئات في الكون.
‏هناك ما يشبه الكائنات التي تتنفس،
‏كأنها أشبه بشياطين تأكل النار إن أردت.
‏إنها تومض وتتفجر،
‏إنها كالكرة النارية المستعرة، ‏وهي نشطة جداً.
‏ما كان غريباً يفتح باباً ‏للفضول الرياضي يوماً
‏أضحى اليوم حقيقياً.
‏فبعد عقود من التشكيك،
‏يؤمن العلماء اليوم أن الأجسام المستعرة
‏للنجوم الضخمة قد تحبس الضوء في داخلها،
‏وتحتفظ بالمكان والزمان حولها،
‏وتجذب الأشياء وتسيّرها بسرعة كبيرة جداً.
‏بدت الثقوب السوداء أولاً كفكرة غريبة
‏لا يمكننا تقبّلها.
‏ومع الوقت، بدأت دلالات الثقوب السوداء
‏تظهر بشكل أقوى.
‏"(بيتر غاليسون) ‏جامعة (هارفارد)"
‏حتى اكتشفنا هذه الأشياء الرائعة.
‏وجدنا حوالي 20 ثقباً أسود ‏على الأقل في مجرتنا،
‏وثنائيات تبث أشعة سينية مثل "كيغنس أكس 1".
‏وربما هناك ملايين ‏من هذه الأجسام النجمية الهائلة
‏في مجرتنا فقط.
‏ولكن لا يزال ثمة مفاجأة تنتظرنا.
‏فكل ما يظن علماء الفلك ‏أنهم يعرفونه عن الثقوب السوداء،
‏وكثير مما يعرفونه عن الكون نفسه
‏سيتوقف أمام الاكتشاف العظيم.
‏بدأت الاكتشافات مع عمليات ‏المسح بالتلسكوب اللاسلكي في السماء
‏الذي التقط نقاطاً حرارية تبث طاقة لاسلكية.
‏كانت هذه تنبعث من أجسام تشبه النجوم.
‏ولأن هذه الأجسام تشبه النجوم،
‏ولكنها اكتُشفت بسبب الإشارات اللاسلكية،
‏فإن علماء الفلك يسمونها بمصادر ‏الموجات اللاسلكية شبه النجمية.
‏الأجسام شبه النجمية.
‏ولكن هل هي نجوم أم لا؟
‏الخطوة الأولى لاكتشاف ذلك
‏هي معرفة مم تكون هذه الأجسام.
‏ولمعرفة ذلك، يحلل علماء الفلك ‏الطاقة الكهرومغناطيسية التي تنبعث منها.
‏فكل عنصر منها له بصمة طيفية فريدة.
‏الكربون مثلاً.
‏الهيليوم.
‏الهيدروجين.
‏تظهر هذه الخطوط التركيبة الكيميائية للنجم.
‏ولكن الطيف المنبعث من الجسم ‏شبه النجمي لا يزال غامضاً.
‏فقد حققوا فيه ولم يفهموه.
‏لم يبد أن هناك أي انبعاثات
‏من العناصر التي يعرفونها.
‏فما الذي فاتهم؟
‏لا بد من أن هناك دليل في مكان ما.
‏وأخيراً، عام 1963، قام عالم الفلك ‏من "كالتيك"، "مارتن شميدت"
‏وجده وكان مختبئاً في مكان ما.
‏كان مدفوناً في طيف الجسم ‏شبه النجمي في بصمة الهيدروجين.
‏لاحظ أمراً مألوفاً، ولكن في المكان الخطأ.
‏"الجسم شبه النجمي 3 سي 273"
‏فقد انتقلت بصمة ‏الهيدروجين إلى اللون الأحمر.
‏كان صعباً تحديد مكانها ‏إذ إن خطوط طيف الهيدروجين
‏كانت منتقلة إلى الطرف ‏الدال على انخفاض التردد
‏من الطيف.
‏وهذا قد يعني أمراً واحداً.
‏وهو أن الجسم شبه النجمي ‏يبتعد عنا بسرعة فائقة.
‏ولكن لم يسبق لعلماء الفلك ‏أن رأوا ضوءاً منتقلاً
‏لهذه الدرجة.
‏مثل تحول صوت مألوف ومنخفض جداً لفهم...
‏فإن ضوء الجسم شبه النجمي ‏انتقل إلى هذه الدرجة...
‏حتى أن الهيدروجين بات من المستحيل تمييزه.
‏هذا الانتقال الكبير
‏يعني أن الجسم شبه النجمي ‏يبتعد عنا بسرعة فائقة.
‏فما سبب ذلك؟
‏إنه نتيجة لما حصل
‏منذ ما يقارب 14 مليار سنة، ‏وهو الانفجار الكبير.
‏أي بداية الكون.
‏ومنذ ذلك الوقت والكون في توسع،
‏وهو يحمل معه كل الأجسام ‏الموجودة فيه بما فيها الأجسام شبه النجمية.
‏لم يسبق أن رأى أحد جسماً ‏يتحرك بكل هذه السرعة الكبيرة.
‏وهذا ما جعله الجسم الأبعد على الإطلاق
‏الذي يمكن رؤيته،
‏ما يعني أن على هذا ‏الجسم أن يكون مضيئاً بقوة،
‏وعلينا الاعتماد على ذلك.
‏منذ ملياري سنة ضوئية وهو يرسل طاقة
‏تعادل طاقة تريليون شمس في كل ثانية.
‏ما الذي قد يسبب ذلك؟
‏لم يملك أحد أي فكرة عما ‏قد يسبب كل هذه الطاقة.
‏فمن أين قد تأتي كل هذه الطاقة؟
‏إن قمنا ببعض الحسابات،
‏فإنها ليست طاقة كيميائية.
‏وعُرف أنها ليست طاقة نووية.
‏ومن غير الممكن أن يكون ‏الجسم شبه النجمي نجم حقاً.
‏فلا يمكن لأي انصهار نووي مهما كان عظيماً ‏أن ينتج هذه الطاقة النجمية الهائلة.
‏والشيء الوحيد الذي قد ينتج ‏كل هذه الطاقة هي الجاذبية.
‏الجاذبية.
‏في حياتنا اليومية، يمكننا ‏التغلب على الجاذبية بسهولة.
‏ولكن عندما تتكثف بشكل ‏كبير كما في الثقب الأسود،
‏فإن الجاذبية تحقق قوة جبارة.
‏بدأ عدد من العلماء بالتساؤل،
‏هل يمكن للأجسام شبه النجمية ‏أن تُشحن بالطاقة بسبب الجاذبية؟
‏ماذا لو كانت الطاقة المنبعثة ‏من الأجسام شبه النجمية
‏تأتي من الأقراص المضيئة ‏حول الثقوب السوداء؟
‏لإنتاج هذا النوع من الطاقة،
‏وهذا النوع من الضوء،
‏فإنه لا بد من وجود ثقب أسود.
‏ولكن ليس أي ثقب أسود.
‏فمهما كان مصدر الانبعاث ‏من الجسم شبه النجمي،
‏فلا بد من أنه هائل الحجم.
‏هائل إلى أي حد؟
‏حسناً، ملايين أو مليارات أضعاف ثقل الشمس.
‏ملايين أو مليارات أضعاف ثقل الشمس.
‏يبلغ حجم "كيغنس أكس 1" 15 ضعف كتلة الشمس.
‏"15 كتلة شمسية"
‏الثقوب السوداء التي تمنح ‏الطاقة للأجسام شبه النجمية
‏إنما تنتمي إلى فئة مختلفة ‏تماماً من الثقوب السوداء،
‏الفئة العملاقة.
‏ويبدو أنها تقع في مراكز المجرات.
‏ولكن ماذا عن مجرتنا؟
‏هل يمكن أن يكون هناك ثقب أسود ‏عملاق قريب من كوكبنا؟
‏في المركز، حيث يمكن إيجاد الثقوب العملاقة،
‏يقع إلى جهة كوكبة القوس النجمية،
‏"آرتشر".
‏ليست "كوكبة القوس" كوكبة عادية.
‏فهي تقع باتجاه مركز مجرة درب التبانة.
‏ولكن بما أننا نعيش في مجرة درب التبانة،
‏فليس بمقدورنا رؤية المجرة ‏كما يراها رائد في الفضاء.
‏ولكن يمكنني استخدام آلتي النجمية الخيالية
‏لترينا المجرة من الخارج.
‏إننا نعيش في مجرة حلزونية، ‏فيها مئات مليارات النجوم،
‏تدور كلها بشكل قرص عملاق.
‏إنها متسعة بحوالي 100 ألف سنة ضوئية.
‏ولكنها رقيقة نسبياً،
‏تبلغ سماكتها حوالي 1000 سنة ضوئية فقط.
‏وكلها تدور ببطء بشكل حلزوني.
‏هذه منظومتنا الشمسية.
‏وعلى بعد 26 ألف سنة ضوئية ‏من كوكب الأرض نجد المركز،
‏وهو بنفس اتجاه كوكبة القوس.
‏في هذا المركز الكثيف، ثمة ملايين النجوم،
‏وكثير من الغبار والغاز.
‏إذاً فهذا هو شكل مجرتنا من الخارج،
‏نراه هنا بفضل تقنياتي الخيالية.
‏ولكن بما أننا نعيش في مجرة درب التبانة،
‏فإن ما نظرنا إلى المركز،
‏فكأننا ننظر إلى مجرتنا،
‏ما يعني أنها تظهر لنا
‏كحزام من النجوم والغبار ‏في السماء... خط أبيض.
‏وفي عمق حزام النجوم والغبار،
‏هل يمكن أن يكون ثمة ثقب أسود كامن هناك؟
‏البيانات التي نحصل عليها الآن...
‏في التسعينيات، صمم علماء ‏الفلك على حل هذه الأسطورة،
‏بالتمعن في مجرة درب التبانة الغامضة،
‏ومعرفة ما إذا كان ثمة أي شيء في مركزها.
‏ومن بينهم "أندريا غيز".
‏واحد في العشرين...
‏تقبل "غيز" التحدي الكبير.
‏ستحاول تتبّع النجوم الفردية
‏التي تدور حول مركز المجرة.
‏أهم ما في هذا الاختبار هو مراقبة
‏النجوم التي تدور في مركز المجرة.
‏إذاً فعلينا إيجاد النجوم
‏الأقرب إلى مركز المجرة على الإطلاق.
‏هذا يعني أن عليّ استخدام
‏أضخم تلسكوب يمكن لنا استخدامه.
‏وهذا يعني الذهاب إلى هذا المكان.
‏قمة "ماونا كيا"، وهو بركان نائم
‏يرتفع حوالي 4267 متراً فوق شواطئ "هاواي".
‏هذا الارتفاع مع انخفاض نسبة الرطوبة ‏يجعل من هذا المكان الأمثل لعلوم الفلك.
‏الآلة التي تستخدمها "غيز" هي ‏مرصد "ماونا كيا كيك،"
‏وهو من أضخم المراصد في العالم.
‏ولكن على الرغم من حجمه، ‏فإن لدى "كيك" المشكلة نفسها
‏الموجودة في كل أجهزة التلسكوب على الأرض،
‏وهي تشويه الغلاف الجوي.
‏تماماً كما تبدو الحصاة
‏في قاع النهر.
‏النهر يتدفق بسرعة كبير
‏ومنظر الحصاة يبدو مشوهاً.
‏وكالنهر،
‏فإن الغلاف الجوي للأرض يتغير بشكل متواصل،
‏ويؤدي إلى انحراف الضوء مثل مرآة التسلية.
‏ولتعويض ذلك، يطوّر "كيك" الاستخدام العلمي
‏للتقنيات العسكرية المرفوعة السريّة
‏التي تسمى بالبصريات التكيفية.
‏أولاً، يتم إرسال ضوء الليزر في السماء،
‏ما يخلق نجماً إرشادياً اصطناعياً.
‏يشوّه الغلاف الجوي المضطرب ‏شكل النجم الإرشادي،
‏ولكن الحاسوب يعرف كيف عليه أن يبدو،
‏ثم يقوم بتعديل مرآة التلسكوب وفقاً لذلك.
‏فإن ما نظرت إلى نفسك ‏في مرآة التسلية في السيرك،
‏فإنك ستبدو مشوهاً تماماً.
‏والهدف من النظام البصري التكيفي
‏هو إدخال مرآة أخرى لها شكل معاكس تماماً
‏فتجعلك تبدو بشكل طبيعي مجدداً.
‏وفي داخل التلسكوب،
‏تقوم المرآة التشويهية بتغيير ‏الشكل حوالي 2000 مرة في الثانية
‏لكي تعاكس تشوه الغلاف الجوي.
‏"مركز المجرة 2.2 ميكرون، ‏البصريات التكيفية غير مشغلة"
‏وقد سمحت لنا بالتقاط الصور الأكثر حدة
‏لمركز المجرة على الإطلاق.
‏"البصريات التواؤمية تعمل"
‏وحدة هذه الصور تسمح لـ"غيز"
‏باكتشاف النجوم الفردية القريبة من المركز،
‏وهي تقدم كبير في علم الفلك.
‏بدأت بتسجيل مواقعها في العام 1995.
‏وفي كل عام منذ ذلك الوقت،
‏نلتقط صورة... نأخذ صورة فحسب.
‏وعند وضع هذه الصور السنوية معاً
‏يصبح لدينا فيلماً ذو فواصل ‏زمنية للمدارات النجمية.
‏وما يكشفه هذا الفيلم مذهل جداً.
‏هذه النجوم تدور حول مركز مجرة درب التبانة
‏بسرعة فائقة جداً.
‏هذه الأجسام تتحرك بسرعة آلاف عديدة،
‏تصل إلى 10 آلاف كيلومتر في الثانية،
‏أو عشرة ملايين ميل في الساعة.
‏إنها تدور بسرعة عظيمة حقاً.
‏ولتتحرك بهذه السرعة، ‏لا بد من أن النجوم تدور
‏حول جسم غاية في الضخامة.
‏الكتلة التي نتحدث عنها
‏تبلغ أربعة ملايين ضعف حجم الشمس.
‏ما الذي قد يبلغ حجمه ‏أربعة ملايين كتلة الشمس
‏وهو غير مرئي تماماً؟
‏هذا هو الدليل على وجود ثقب أسود.
‏إنه ليس مجرد ثقب أسود عادي،
‏إنما ثقب عملاق، صامت ونائم،
‏في مركز الأرض تماماً.
‏في الحقيقة، هذا الدليل الأقوى حتى الآن
‏الذي نملكه حول وجود ثقوب سوداء عملاقة،
‏ليس فقط في مركز مجرتنا هذه،
‏إنما في أي مكان من الكون.
‏ثقب أسود عملاق
‏أربع ملايين ضعف كتلة الشمس،
‏في مركز مجرة درب التبانة.
‏من وجهة نظر كونية، فإنه قريب إلينا.
‏وهذا يطرح سؤالاً عميقاً.
‏ثمة مليارات المجرات في الكون.
‏وإن كانت مجرتنا تحتوي ‏على ثقب عملاق في مركزها،
‏وإن كان الأجسام شبه النجمية تقع ‏في مراكز مجراتها،
‏فماذا عن المجرات الأخرى؟
‏هل ثمة ثقوب سوداء في مراكز المجرات؟
‏إن كان هذا صحيحاً، كم يمكن أن تكون؟
‏بكل بساطة، نحن لا ندري ذلك.
‏هل يأمل علماء الفلك أن يجدوا ما يدور
‏في مراكز المجرات،
‏على بعد ملايين السنوات الضوئية ‏كما فعلت "غيز" في مجرة درب التبانة؟
‏خمسة، أربعة...
‏نحتاج لاختراع جديد في علم ‏الفلك ليصبح ذلك محتملاً.
‏وإطلاق المركبة الفضائية "ديسكافيري،"
‏وبتلسكوب "هابل" الفضائي، ‏نافذتنا إلى الكون.
‏عندما يبدأ تلسكوب "هابل" ‏الفضائي بإيصال صور واضحة
‏للمجرات البعيدة،
‏فإن فريقاً من علماء الفلك سيبدؤون العمل.
‏وهم يعرفون بالـ"نوكرز"
‏إذ إنهم يركزون على النوى المجرية،
‏مراكز المجرات.
‏واحد منهم يسمى "تود لوير".
‏الخطوة الأولى، نلتقط صورة للمجرة
‏باستخدام تلسكوب "هابل" الفضائي.
‏إنه يرينا مراكز النجوم في المجرة.
‏وهو يعرّفنا إلى تركيبها بوضوح تام.
‏إن المفتاح لاكتشاف الثقوب السوداء العملاقة
‏هو معرفة سرعة النجوم المتحركة في المجرة.
‏المجرات الأخرى بعيدة جداً
‏لكي نقيس سرعة النجوم الفردية فيها.
‏ولكن عبر تحليل الضوء ‏المنتقل من الأزرق إلى الأحمر
‏في نقاط مختلفة من المجرة،
‏فإنه بإمكان علماء الفلك ‏تحديد معدل سرعة النجوم
‏التي تدور في المركز.
‏ولنكون دقيقين فإننا نحتفظ ‏بنسخة أصلية على الحاسوب.
‏الخطوة الثانية، أي حيث يبدأ العمل الجاد،
‏هي محاولة نمذجة ما نكتشفه.
‏ونحن نقوم بذلك عبر بناء نماذج للمجرات
‏في الحاسوب.
‏تُعرف هذه بمنهجية "شوارزشيلد،"
‏فقد طورها عالم الفلم من "برينستون"، ‏"مارتن شوارزشيلد،"
‏وهو ابن "كارل شوارزشيلد،"
‏الذي كان أول من وضعت حساباته
‏احتمالية وجود ثقوب سوداء.
‏كانت حيلة "مارتن شوارزشيلد،"
‏بناء نموذج عن المجرة
‏لا تشمل وضع الكتلة فحسب،
‏إنما نمذجة حركة النجوم فيها أيضاً.
‏في كل مجرة يدرسونها،
‏علي "نوكرز" بناء نموذج محوسب،
‏ثم يستخدمون طريقة التجربة والخطأ،
‏ثم تعديل مقاييس الكتل والسرعة،
‏في محاولة لجعل النموذج ‏قريباً من الملاحظات الأصلية
‏التي حصلوا عليها من "هابل".
‏ومن ثم نقول، "فلنجرب نجمة هنا،
‏ولنجرب أخرى هنا.
‏فلندعها تدور بهذه الطريقة.
‏فلندع تلك تدور بهذا الشكل".
‏ثم نقوم بذلك آلاف المرات
‏حتى نبني مكتبة
‏تشرح كيفية دوران النجوم في المجرة.
‏وننجح عندما تكون ملاحظات النموذج
‏متطابقة مع الملاحظات المأخوذة ‏من تلسكوب "هابل" الفضائي.
‏ولكن هذا لا يُطبق.
‏فالنماذج ينقصها شيء ما.
‏نجرب ذلك مراراً وتكراراً،
‏من دون وجود ثقب أسود، ثم نقول،
‏"يا إلهي، لا يمكننا شرح الملاحظات
‏عبر هذا النموذج".
‏فقط عند إضافة كتلة ضخمة غير مرئية
‏في مركز المجرة
‏سيصبح النموذج متطابقاً مع ملاحظات "هابل".
‏علينا دائماً أن نضع
‏ثقباً أسود في المركز.
‏لا يمكننا مطابقة الملاحظات
‏من دون وضع ثقب أسود في النموذج.
‏حقق "نوكرز" في حوالي 30 مجرة،
‏وجميعها استدعت وضع ‏ثقب أسود عملاق افتراضياً.
‏ومنذ ذلك الوقت، جعلتنا الملاحظات الأخرى
‏نتأكد أكثر
‏من أن الثقوب السوداء ‏العملاقة والمجرات متلازمتان.
‏في كل مجرة بحثنا فيها،
‏وجدنا في مركزها ثقباً أسود عملاق.
‏إنه اكتشاف مذهل.
‏الثقوب السوداء العملاقة،
‏فعندما نجد فئة كاملة غير متوقعة ‏من الثقوب السوداء،
‏وقد تكون شائعة،
‏ليس في مركز مجرتنا فحسب،
‏إنما في جميع المجرات.
‏فلنأخذ مجرة "أم 31" مثالاً،
‏وهي المعروفة باسم ‏مجرة "أندروميدا" العظيمة.
‏إنها بعيدة بمسافة مليونين ونصف سنة ضوئية.
‏يمكن رؤيتها من الأرض في سماء ليل صافية.
‏ولكن حتى باستخدام تلسكوب "هابل" الفضائي،
‏لا يمكننا معرفة تفاصيل دقيقة عن مركزها.
‏ولكننا لا نزال واثقين
‏أن ثمة شيء غاية في الضخامة يختبئ هناك.
‏ماذا لو أخذنا نظرة عن قرب؟
‏ماذا لو تمكنا من زيارة مجرة بعيدة جداً؟
‏ما إن دخلنا إلى الجزء الخارجي ‏من مجرة "أندروميدا،"
‏فإننا لا نزال بعيدين كثيراً ‏عن رؤية ما يدور في المركز.
‏ولكن يمكننا رؤية مجموعة ‏كثيفة من النجوم في العمق،
‏وقد تكون هذه إشارة
‏إلى وجود ثقب أسود عملاق قريب.
‏منذ مليارات السنين، قد يكون قد أُحيط
‏بالغاز والنجوم وبعض ‏الثقوب السوداء الصغيرة.
‏وقد يكون الثقب الأسود ‏قد شحن جسماً شبه نجمي،
‏ويغذيه ويتفجر فيبعث إشعاعات قوية.
‏على مر مئات ملايين السنين،
‏قد يكون قد استهلك
‏كل الغاز المتوفر وكل النجوم القريبة.
‏أما هذه الأيام فهو هادئ.
‏ولكن ثمة خصائص فريدة له
‏لم نشهدها من قبل.
‏أولاً، إنه هائل جداً.
‏إن تم رميه في المنظومة الشمسية،
‏فإن عطارد والزهرة والأرض والمريخ
‏كلها ستعلق عند حدود الأفق فيه.
‏إنه كبير، ولكن لا يمكن ‏مقارنته بالكتلة الهائلة،
‏100 مليون ضعف حجم كتلة الشمس.
‏والدمار لن يتوقف عند هذا،
‏فكوكب المشتري لن يصمد طويلاً.
‏فحقل الجاذبية للثقب العملاق
‏سيلتقطه ويبتلعه كاملاً.
‏وفي النهاية، سيلقى زحل المصير نفسه.
‏قد تنجو الكواكب الخارجية، ‏ولكن باتباع مدارات ساخنة وباردة.
‏هذا الثقب الأسود يدور بسرعة،
‏فيشوه نسيج الزمان والمكان ويحرفه.
‏وكباقي الثقوب السوداء،
‏فإن الأفق الظاهر ليست له أي معالم.
‏تذكروا، لا يوجد شيء هنا.
‏إنه مجرد حدود تخفي ما في الداخل.
‏ولكن القرص الظاهر قد يخبرنا ‏الكثير عما يحصل في الداخل.
‏إنه خاتم الغاز والغبار ‏الناري المحيط بالثقب الأسود.
‏تخيلوا أن بإمكاننا إرسال ‏مجموعة من الروبوتات الذاتية
‏لاكتشاف القرص.
‏يدور القرص بسرعة مذهلة،
‏قد تصل إلى نصف سرعة الضوء.
‏إن كان المشتري يتحرك بهذه السرعة،
‏فإنه قد يكمل دورته كلها في ساعات قليلة.
‏المنطقة حول الثقب الأسود ‏عبارة عن إعصار كوني.
‏علقت مجموعتنا في الإعصار أيضاً.
‏إنها بمثابة أدوات تعقب في قلب الإعصار
‏لتتبّع الحركة.
‏الروبوت المتوسط يرسل لنا الصور.
‏إنه يتبع القائد كسيارة السباق
‏التي تدور في الحلبة.
‏من هنا، فإن انحراف المكان والزمان ‏الكبير حول الثقب الأسود
‏قد يخدع بصرنا.
‏يبدو أن هناك قرص واحد
‏يدور حول خط الاستواء،
‏وقوس آخر فوق وتحت القطبين.
‏ولكن هذا مخادع.
‏فجاذبية الثقب الأسود ‏القوية تحرف مسار الضوء
‏المنبعث من خلف الثقب الأسود،
‏وتجعلها تُظهر القرص
‏وكأنه يمتد للأعلى والأسفل.
‏في الحقيقة، ليس ثمة شيء حول القطبين.
‏إنما هي أشعة الضوء المارة.
‏هذه عدسة الجاذبية مجدداً.
‏بالاقتراب من الأفق الظاهر أكثر،
‏قد تظهر عدسة الجاذبية قوية جداً
‏حتى أن أحد الروبوتات قد ينظر إلى الأمام
‏ويرى ما في الخلف،
‏بفعل الضوء العالق ‏في الدائرة الخالدة للأبد.
‏إذاً فهذه رحلتنا إلى الثقب الأسود العملاق
‏في مركز مجرة "أندروميدا".
‏هذا مذهل للغاية.
‏والمذهل أيضاً أن ليس ثمة شيء في الرياضيات
‏يجعل العلماء يتخيلون أن الثقوب ‏السوداء قد تكون بهذه الضخامة.
‏إنها غريبة جداً،
‏والثقوب السوداء ذات الكتلة القريبة ‏من الكتل النجمية العادية
‏كانت مُتوقعة نظرياً على الأقل.
‏أما الثقوب العملاقة فكانت مفاجأة كبرى.
‏بالنسبة إلى الثقوب السوداء ‏بحجم الكتل النجمي،
‏فإن الناس قد درسوها من الناحية النظرية.
‏ثم وجدناها إذ رأيناها بالعين.
‏أما الثقوب السوداء العملاقة، فالأمر معاكس.
‏وجدنا دليلاً مرئياً عليها أولاً.
‏ونحن الآن نعمل على النظرية
‏عنها، فمن أين جاءت هذه الأشياء؟
‏نحن نعلم بالفعل أن النجوم قد تنهار
‏فينتج عنها ثقوب سوداء عادية.
‏ولكن الثقوب العملاقة لها حجم أكبر بكثير.
‏"كيغنس أكس1" أكبر من شمسنا بـ15 مرة.
‏والثقب العملاق في مركز مجرة درب التبانة
‏أكبر من شمسنا بأربعة ملايين مرة.
‏أما ذاك الموجود في مجرة "أندروميدا"
‏فهو اكبر من شمسنا بمئة مليون مرة.
‏ولكنه ليس الأكبر، ‏حتى أن ثمة ما هو أكبر بكثير.
‏ثمة ثقوب عملاقة أكبر بعشرة ‏أو حتى عشرين مليار مرة
‏من كتلة الشمس.
‏فكيف يمكن أن تولد الثقوب السوداء المجرية؟
‏هل يمكن أنها تولد بسبب انهيار النجوم؟
‏لا يبدو هذا منطقياً.
‏لم نكتشف أي نجم أكبر ‏من الشمس بمليارات المرات.
‏نحن نعرف أن الثقوب السوداء ‏قد تأتي من النجوم الميتة.
‏فما هو أكبر من كتلة الشمس بعدة مرات
‏موجود في داخلها.
‏ولكن ملايين المرات أكبر من كتلة الشمس.
‏إن كانت هذه هي الحالة، فمن غير المحتمل ‏أن نجماً يحتضر قد تسبب بها.
‏فهل هذه الثقوب العملاقة،
‏التي هي أكبر من كتلة الشمس ‏بملايين أو حتى مليارات المرات،
‏تكبر بنفسها عبر ابتلاع الأجسام الضخمة؟
‏الأمر الغريب في الثقوب السوداء ‏هو أنها تبتلع الأشياء.
‏فهي تبتلع كل ما قد يمر
‏ضمن محيط تأثيرها،
‏لذا فهي تكبر.
‏ولكن كيف تكبر بالضبط؟
‏ماذا تأكل، وأين تجده؟
‏نحن نؤمن بأن الثقوب السوداء تكبر
‏عبر تراكم الغازات.
‏فبتجمع كمية كبيرة من الغاز
‏في مركز المجرة،
‏يجتمع هذا الغاز ويشكّل القرص الظاهر.
‏فالقرص مؤلف من الهيدروجين والهيليوم،
‏وعناصر أخرى على شكل غاز.
‏والجاذبية القوية للثقب الأسود
‏تجذب الغاز إليها.
‏وبينما تدور،
‏فبدورانها تقترب من الثقب الأسود أكثر،
‏وتبدأ عملية الابتلاع.
‏الأجسام في المناطق ‏الداخلية تدخل إليها ببطء،
‏ثم تتسارع وتصل إلى الأفق،
‏وهكذا تتم العملية.
‏فأي غاز يقطع الأفق يختفي إلى الأبد.
‏فقد امتص الثقب الأسود تلك المادة.
‏إذاً، فإنها تزيد من كتلة الثقب الأسود.
‏هذه طريقة قد يكبر بها الثقب الأسود،
‏عبر ابتلاع الغاز والغبار تدريجياً.
‏ولكن ليست هذه الطريقة الوحيدة.
‏كان "كيغنس أكس 1" يجذب الأشياء
‏من نجم قريب،
‏وهي عملية قد تتم
‏لآلاف وملايين السنين.
‏ولكن ماذا لو استطاع ثقب أسود ‏من تمزيق نجم بشكل كامل
‏بغضون سنوات أو حتى أسابيع؟
‏قد يكون هذا أمراً غاية في القوة.
‏وثمة فريق من مكتشفي الفضاء يراقب ذلك.
‏هنا"مركز التحكم بالعمليات" ‏للتلسكوب الفضائي...
‏أنا أتابعكم جيداً...
‏إننا نتابع المسار على تردد 0330.
‏...مرصد "تشاندرا" للأشعة السينية.
‏بدورانه على ارتفاع 138 ألف كيلومتراً ‏فوق الأرض،
‏يلتقط "تشاندرا" صوراً عالية الاستبانة
‏للأجسام التي تبث أشعة سينية.
‏هذا حدث قصير وقوي
‏يسمى بالعملية المؤقتة،
‏وقد أذهل "جايمس غويلوشون".
‏المستعرّات العظمى، دمار ‏الكواكب بسبب الأنجم التابعة.
‏أجل، تروقني الأشياء ‏التي تتدمر من أجل العلم.
‏يحقق "جايمس" بالأسطورة التي اكتشفها زميله،
‏"داشينغ لين".
‏هذا الغباش على شاشة "جايمس"
‏هو عبارة عن انفجار فجائي ‏ضخم لطاقة من الأشعة السينية،
‏وقد تم التقاطها بالصدفة.
‏فقد ظهر هذا الانفجار في خلفية صورته.
‏وبما أنه بعيد جداً،
‏فإن الضوء المنبعث منه هائل حقاً.
‏هل يمكن أن يكون هذا ثقباً أسود ‏تم التقاطه عند ولادته
‏بفعل الانهيار العنيف ‏لنجم ضخم، أي مستعرّ أعظم؟
‏هذا وارد.
‏ولكن الإشعاع الكثيف ‏الذي يصدر من المستعر الأعظم
‏قد يومض لفترة أشهر قليلة.
‏فمنذ متى يبعث هذا الجسم الأشعة السينية؟
‏لاكتشاف ذلك، يتم النظر ‏إلى صور من الجزء نفسه في السماء
‏التُقطت من قبل.
‏"2015"
‏"2011".
‏"2008".
‏"يوليو، 2005".
‏"أبريل، 2005".
‏"لا وجود للأشعة السينية".
‏ولكن تلك الأشعة السينية ‏بدأت تنبعث بعد ثلاثة أشهر، في "يوليو".
‏والإشارة القوية المضيئة استمرت
‏لأكثر من عشر سنوات،
‏من شهر يوليو عام 2005 وحتى اللحظة،
‏أي أكثر بكثير مما يستغرقه المستعر الأعظم.
‏فماذا قد يكون؟
‏الثقب الأسود الذي لا يبتلع الأشياء ‏يكون هادئاً ومظلماً تماماً.
‏ولا يمكن رؤيته من أي تلسكوب.
‏لكن الثقب الأسود الذي يبتلع الأشياء مختلف.
‏فعندما يقوم بالابتلاع، ‏فإنه يبعث أشعة سينية.
‏فهل يمكن لهذا أن يكون ثقباً أسود
‏بدأ بابتلاع جسم ضخم فجأة؟
‏ماذا سيكون أثر ذلك على ما يقترب منه؟
‏ماذا سيحل بنجم قد يدور على مقربة منه؟
‏حسناً، سيقسم النجم طبقة تلو الأخرى،
‏وفي النهاية سيبتلع
‏النجم كاملاً.
‏على عكس "كيغنس أكس 1"، ‏فلا مجال للقضم هنا أبداً.
‏إنه شيء جنوني يبتلع الأشياء منذ عشر سنوات،
‏ثقب أسود ضخم يبتلع نجماً بأكمله
‏في غمضة عين كونية.
‏إنه نتيجة للاصطدام المفاجئ،
‏عندما يدور نجم غير محظوظ على مقربة منه،
‏فتمزقه جاذبية الثقب الأسود الجبارة.
‏الجاذبية في الثقب الأسود
‏ستصبح أقوى بشكل تدريجي
‏كلما اقترب النجم أكثر.
‏وفي تلك النقطة، سيبدأ النجم بالتشوه.
‏ويسمى هذا "اضطراب المد والجزر".
‏هذا أشبه بجاذبية القمر
‏التي تحرك كل محيطات الأرض.
‏المد والجزر بسبب الثقب الأسود
‏قد يكون أقوى بمليارات المرات
‏وأعنف بكثير أيضاً.
‏لدينا كل هذه الأحداث
‏حيث أن نجماً قد يتمزق بسبب ثقب أسود.
‏فقد ترى نوعاً من الضوء
‏المنبعث من الجزء المتبقي من النجم.
‏ولكن هناك فرصة لأن ينجو جزء من النجم،
‏كما يقول "جايمس".
‏فكلما يتمدد النجم بسبب ‏قوة المد والجزر للثقب الأسود،
‏فإنه سيطعم الثقب الأسود
‏في الوقت نفسه الذي يحاول ‏فيه الجزء الآخر النجاة.
‏فكل ما فوق هذه النقطة تقريباً،
‏سيملك الفرصة في الخروج من المجرة.
‏إنها تتحرك بهذه السرعة.
‏وكل ما هو دون هذه النقطة
‏سيقع في الثقب الأسود
‏وبالتالي فإنه سيبتلعه.
‏هذه طريقة أخرى يكبر فيها الثقب الأسود.
‏على عكس الومض المستمر لـ"كيغنس أكس 1،"
‏فإن هذا الثقب الأسود ‏يبتلع معظم النجم كاملاً
‏مرة واحدة.
‏ولكن سواء كان الثقب الأسود يأكل فجأة،
‏عبر ابتلاع نصف نجم،
‏أو ببطء عبر الجذب،
‏لا يزال علماء الفلك ‏يواجهون مشكلة عند محاولة فهم
‏كيفية اكتساب الثقوب السوداء حجمها الهائل،
‏إنها مشكلة الوقت.
‏تبدأ المشكلة مع أقدم ‏الثقوب السوداء العملاقة،
‏الأجسام شبه النجمية، وهي مشعة وبعيدة جداً،
‏والأجسام القديمة
‏المُكتشفة منذ الستينيات.
‏كان اللغز عندما ‏وجدنا الأجسام شبه النجمية هذه،
‏الأجسام شبه النجمية المشعة، ‏المتواجدة في الكون منذ وقت طويل.
‏"بعيد بمسافة 13.05 مليون سنة ضوئية"
‏إنها تبعث كمية كبيرة من الطاقة
‏ما يحتم وجود ثقوب سوداء ‏عملاقة هائلة في مراكزها.
‏ولكن الأجسام شبه النجمية بعيدة جداً،
‏وهذا يعني أنها جزء من الكون القديم،
‏الذي بدأ منذ 14 مليار سنة تقريباً.
‏الأجسام شبه النجمية المشعّة،
‏600 مليون سنة بعد الانفجار الكبير.
‏وهو جزء بسيط من عمر اليوم.
‏وهي هائلة.
‏هذه الأجسام العملاقة بحجم ‏مليارات الكتل الشمسية،
‏كانت موجودة عندما كان الكون
‏عمره حوالي 550 مليون سنة.
‏ثمة مشكلة الآن.
‏لأن ثمة جسم يكبر كثيراً بسرعة فائقة.
‏وأنت تحارب نوعاً من الحدود الفيزيائية.
‏سواء كان الثقب الأسود يومض
‏أو يبتلع فريسته،
‏يبدو أن عملية الجذب، أي الطريقة ‏التي يبتلع فيها الثقب الأسود الأجسام،
‏لها حدود للسرعة.
‏وعلى اسم عالم الفلك ‏الإنكليزي "آرثر إدينغتون،"
‏فإن حدود "إدينغتون" لن تسمح للثقب الأسود
‏بأن يلتهم بسرعة
‏بسبب الضوء المنبعث
‏من قرصه الجاذب.
‏للضوء قوة ضغط.
‏لذا فإن الفوتونات قد تفرض قوة على شيء ما.
‏نرى هذا في الرياح على النجوم، ‏الضوء يبعث الغاز للخارج.
‏لذا فثمة حدود للسرعة ‏التي يلتهم بها الثقب الأسود
‏قبل أن يوقف ضوءه الخاص نموه.
‏بوجود حدود للسرعة، ‏كيف للثقوب العملاقة القديمة
‏والأجسام شبه النجمية، ‏أن تكبر بهذا الحجم وهذه السرعة؟
‏هل من طريقة لتخطي حدود السرعة جزئياً؟
‏لا تزال المشكلة في الوقت.
‏كيف تجعلها تكبر
‏إلى ما هو أكبر من حجم ‏الشمس بمليارات المرات؟
‏ما الظروف التي تحتاجها ليتم ذاك النمو؟
‏يطرح بعض العلماء سؤالاً،
‏ماذا لو كان ثمة طريقة لخلق ثقب أسود
‏ضخم منذ ولادته،
‏وتمنحه أسبقية؟
‏إن كان ثمة آلية فيزيائية
‏قد تسمح لك بخلق بذرة ثقب أسود
‏بحجم أكبر بكثير من الثقوب السابقة،
‏فلن يكون الوقت المشكلة الكبرى،
‏ومشكلة النمو لن تكون حادة لهذه الدرجة.
‏يظن البعض أن الإجابة هي،
‏في خلق ثقب أسود من سحابة غازية مباشرة،
‏وهي طريقة تسمى الانهيار المباشر.
‏إنها تبدأ بسحب الغاز ‏المحملة بالهيدروجين والهيليوم،
‏وغيرها من العناصر.
‏وهي المواد الأصلية التي تولد منها النجوم.
‏السحب الأكثر كثافة ‏ستبدأ بالانهيار بحكم جاذبيتها.
‏وبينما هي تنهار، فإن الأجزاء الأكثر كثافة
‏ستنهار بشكل أسرع.
‏والنتيجة هي أن السحابة ستتشظى.
‏تكمل الشظايا عملية الانهيار
‏حتى تبدأ ذرات الهيدروجين بالاندماج.
‏يبدأ الانصهار النووي، وتولد النجوم.
‏ولكن ماذا لو أن سحابة غاز ‏ضخمة انهارت من دون أن تولد نجماً؟
‏لاحظنا أن ثمة مجموعة ظروف فيزيائية
‏قد تسمح بتوليد قرص غازي ضخم
‏قبل توليد نجم.
‏يبدأ قرص الغاز هذا بفقدان استقراره.
‏وهذا يسمح للكتلة بالتدفق ‏نحو المركز تقريباً
‏بسرعة فائقة وبالتالي يولد ‏ثقب أسود ضخم للغاية.
‏إنه حدث شهدناه في الطبيعة جميعاً،
‏من الأعاصير وحتى أحواض الاستحمام،
‏الدوامة.
‏ولكن بحجم عملاق.
‏إن كنت في حوض الاستحمام وقمت بنزع الغطاء
‏ترى الماء يتدفق بشكل دوامة،
‏بسرعة إلى المركز،
‏هذا ما يحصل تماماً.
‏الانهيار المباشر قد يكون طريقة
‏لخلق ثقوب سوداء هائلة عند بداية الكون
‏من السحب الغازية الضخمة،
‏من دون أن يتم توليد نجم أصلاً.
‏إذ إنها قد تكون ضخمة جداً منذ الولادة،
‏فالثقوب السوداء المولدة مباشرة
‏قد تبدأ ببدايات جديدة ‏ما يسمح لها بالنمو بسرعة
‏فتصبح ثقوباً سوداء ‏عملاقة هائلة بعمر صغير نراها
‏في الكون البعيد.
‏من المحتمل الحصول على هذه ‏الثقوب السوداء المولدة بشكل مباشر.
‏إذاً فالثقوب السوداء ذات الحجم الأساسي،
‏أو الحجم الابتدائي أو الأصلي،
‏تساوي 10 آلاف أو ربما 100 ألف مرة
‏أكثر من كتلة الشمس،
‏وهي تتشكل بهذا الحجم منذ البداية.
‏قد يشرح الانهيار المباشر ‏كيف أن الثقوب العملاقة القديمة
‏قد بدأت.
‏ولكن ثمة سؤال جوهري ‏آخر عن الثقوب العملاقة.
‏ما هو دورها في الكون؟
‏هل أن وجودها هو مجرد صدفة؟
‏أم أنها مرتبطة بشكل كبير
‏بهيكلية الكون؟
‏إن الثقوب السوداء ليست معزولة.
‏بل يبدو أنها تعيش بشراكة مع المجرات.
‏مجموعات من ملايين ومليارات،
‏أو حتى تريليونات النجوم ‏تجتمع معاً بفعل الجاذبية،
‏المجرات هي عناصر بناء الكون الأساسية.
‏فهل الثقوب السوداء العملاقة في مراكزها
‏أساسية لتواجد المجرات؟
‏نحن نفترض الآن أن كل مجرة،
‏حتى تلك التي لم نتأكد منها بعد،
‏تحتوي على ثقب أسود عملاق في مركزها.
‏قد يكون هذا أنه بدلاً من ‏أن تكون مجرد جسم غريب،
‏فإنها عنصر أساسي من عناصر المجرات،
‏وعنصر أساسي للكون.
‏تمكنّا في وقت قصير من ملاحظة
‏أنها تحتل مراكز المجرات كلها.
‏وهذا قد يحدث حقاً فقط
‏عندما يكون هناك علاقة تكافلية
‏بين تطور المجرة
‏والثقب الأسود العملاق في مركزها.
‏ما هي هذه العلاقة؟
‏يظهر دليل أنها علاقة بالحجم.
‏كلما كبرت المجرة،
‏كلما كان الثقب الأسود أكبر.
‏إذاً فهذه الثقوب السوداء في المركز
‏تفهم بيئتها الكبرى المحيطة على ما يبدو.
‏فما الذي يأتي أولاً،
‏أهي المجرة أم الثقب الأسود العملاق؟
‏الأمر ليس بهذه البساطة.
‏يبدو أن نموهما متزامن.
‏من الصعب أن يولد أحدها ويؤثر على الآخر.
‏إذاً فنحن نظن اليوم أن ما ولّد الأول
‏قد ولّد الآخر كأنه منتج عرضي للعملية.
‏وأنه يجب أن يكون ثمة آلية رجعية
‏بين الثقب الأسود والمجرة
‏وهي من يحافظ على نمو الطرفين بشكل متزامن.
‏تكبر المجرات بولادة نجوم جديدة
‏من سحب غاز الهيدروجين.
‏فالغاز هو الوقود لولادة النجم،
‏تماماً كما هو وقود سياراتنا.
‏لذا فكما ينفذ الغاز من سيارتك، ‏قد ينفذ الكون من نجوم جديدة.
‏فهل تقوم الثقوب السوداء العملاقة
‏بالتدخل في عملية ولادة نجم جديد؟
‏عندما يكون الثقب في طور النمو،
‏فإن طاقة هائلة تخرج منه
‏وتنتشر في المجرة.
‏ونظن أن بعضاً من هذه الطاقة يسخن الغاز.
‏والغاز الحار جداً لا يولد نجماً أبداً.
‏الحرارة الناتجة عن الثقب الأسود النامي
‏تجعل أمر ولادة نجم ‏جديد في الجوار مستحيلاً.
‏لذا، يمكن للثقب الأسود النامي
‏أن يؤثر على المجرة التي هو ‏فيها عبر التبريد لتوليد النجوم.
‏في الواقع، إن نمو الثقوب العملاقة
‏يحدد ما إذا كانت المجرة ‏في حالة نمو أو استقرار.
‏فهي تمر بمرحلة التهام،
‏ثم مرحلة هدوء.
‏لذا يبدو أنها مرتبطة
‏بعملية تشكيل المجرة بهذه الطريقة،
‏وثم مساعدة المجرة ‏على الاستقرار في نفس الوقت.
‏إذاً فهذه الثقوب العملاقة الغامضة
‏قد تتحكم ببناء المجرة فعلياً،
‏وليس بحجمها،
‏إنما بالطريقة التي تساهم الطاقة ‏التي تبعثها بتشكيل المجرات.
‏وبالنسبة للكتل، فإن قمنا ‏بعدّ كل الثقوب السوداء في المجرة،
‏الصغيرة منها والكبيرة،
‏وحتى العملاقة،
‏فإن الثقوب السوداء هي لا شيء.
‏ولكن، من ناحية الطاقة، فإن ‏القوة التي تستقبلها المجرة
‏والوقت الذي تتلقاها فيه،
‏يبدو أنه يخضع لتحكم الثقب الأسود المركزي.
‏لذا فقد تكون الثقوب السوداء ‏هي العناصر الأساسية في الكون.
‏في العامين المقبلين، ‏تخطط وكالة "ناسا" لإطلاق
‏تلسكوب "جايمس ويب" الفضائي.
‏وهو التلسكوب الأقوى في تاريخ البشرية،
‏وتلسكوب "جايمس ويب" ‏مصمم لرؤية الأشعة تحت الحمراء،
‏ما يسمح له أن يرى ما حصل ‏في القدم أكثر من "هابل،"
‏فينظر في أولى النجوم والمجرات
‏التي ولدت بعد الانفجار الكبير.
‏الآمال كبيرة حول تلسكوب ‏"جايمس ويب" الفضائي
‏وهي تساعد على حل الكثير ‏من الأمور الغامضة المتبقية
‏حول الثقوب السوداء العملاقة الأولى.
‏لقد صُمم تلسكوب "جايمس هوب" الفضائي خصيصاً
‏ليرصد الكون الأول عندما ولدت المجرات.
‏وهذا قد يمنحنا فهماً أعمق
‏عن كيفية ولادة ثقب أسود عملاق
‏بدأت معه مجرتنا.
‏التكنولوجيا تتقدم بشكل سريع جداً،
‏وبالنتيجة، فإننا نملك رؤى جديدة أساسية
‏للكون.
‏أظن أننا نعيش حقاً ‏في العصر الذهبي لعلم الفلك.
‏وتلسكوب "جايمس ويب" الفضائي
‏ليس التطور الوحيد الذي يعدنا بحل
‏بعض الغموض حول الثقوب السوداء.
‏"جامعة هارفرد، كلية العلوم والفنون"
‏"مركز مبادرة الثقب الأسود الرياضية"
‏"مبادرة الثقب الأسود، جامعة هارفرد" ‏"كلية العلوم والفنون"
‏أنا أؤمن بأن العناصر تحت الحمراء...
‏مجموعة من العلماء بقيادة "شيب دولمان"
‏تحاول الآن فعل المستحيل
‏لالتقاط صورة للثقب الأسود.
‏إنه لمن المشوق أن نقدر على قول شيء
‏حيال دوران الأجسام ‏المنجذبة حول الثقب الأسود.
‏وإن نجا بعض هذه الأجسام الدوارة،
‏فربما سنملك الفرصة لكي نفسر هذه الظاهرة.
‏يسمى المشروع بـ"تلسكوب الأفق".
‏الهدف الأساسي من "تلسكوب الأفق"
‏هو رؤية ما لا يمكن رؤيته حقاً.
‏يجب التركيز على
‏شيء أخبرنا به العلم منذ سنوات كثيرة
‏وهو شيء لا يمكننا ملاحظته،
‏الثقب الأسود.
‏الهدف الأساسي هو كوكبة القوس آي ستار،"
‏الثقب العملاق في مركز مجرة درب التبانة.
‏إنهم يستخدمون شبكة ‏عالمية للتلسكوبات اللاسلكية.
‏نحتاج لأن يكون الطقس جيداً ‏في ثمانية تلسكوبات مختلفة
‏موزعة حول العالم،
‏وهذا أمر صعب قليلاً.
‏ولكن إن كانت الثقوب السوداء غير مرئية،
‏فما الذي يأملون تصويره إذاً؟
‏ما نحاول تصويره هو الظل في الحقيقة.
‏إذاً، فالغاز حول الثقب الأسود
‏يدور لجهة الداخل ويلامس الأفق،
‏ثم يخلّف صوراً ظلية،
‏وهو ظل واضح جداً على الضوء المحيط.
‏وهو يبدو بشكل قطعة الدونات،
‏بثقب واضح جداً.
‏وهذه هي الصورة التي نطمح لتصويرها.
‏إن قمت بتحويل ذلك إلى ترددات،
‏فسأحصل على نسبة ‏محيط الدائرة إلى قطرها مرتين.
‏أجرى الفريق أول ملاحظة له
‏وهم في طور معالجة البيانات.
‏حسناً، أنت تتحدث عن السرعة...
‏نأمل أن هذه التكنولوجيات الجديدة
‏ستعطينا نظرة غير مسبوقة ‏عن الثقوب السوداء في الكون.
‏ثمة تقنية جديدة تعطينا نتائج بالفعل.
‏وهذا يعود بنا إلى هنا، "ليغو،"
‏وهو عنصر أساسي في دراما الثقوب السوداء،
‏في الفكرة التي تجذرت قبل وقتها،
‏موجات الجاذبية.
‏في قانون النسبية، وفي نظريته عن الجاذبية،
‏يتوقع "أينشتاين" أنه عندما يتحرك جسم ما،
‏فإنه يولد تموجات في المكان والزمان،
‏وهو عملية ضغط ومدّ للفضاء نفسه.
‏واحد من أهم أهداف ‏الفيزياء في القرن العشرين
‏كان الكشف عن تموجات الجاذبية هذه.
‏لم يكن هذا أمراً سهلاً
‏مع قانون النسبية،
‏إذ إن كل التأثيرات التي يمكن التفكير فيها
‏كانت متناهية في الصغر.
‏وصعبة القياس جداً.
‏كانت الفكرة،
‏أنه إن تمكنا من قياس تموجات الجاذبية،
‏فإنها قد تؤكد توقعات "أينشتاين".
‏وسيكون ثمة منفعة إضافية،
‏كما أنها قد تثبت وجود الثقوب السوداء أيضاً
‏وتساعد في حل معضلة نمو الثقوب العملاقة.
‏ولكن كيف يمكن الكشف عن موجات الجاذبية؟
‏في العام 1970، لفتت هذه المشكلة اهتمام
‏عالم الفيزياء التجريبي الشاب "راي ويس".
‏كان "راي" يملك خلفية واسعة ‏للبحث عن موجات الجاذبية.
‏وعلى مدى عقود، كان يعمل ‏على موجات مألوفة أكثر،
‏وهي الموجات الصوتية.
‏كنا مهاجرين،
‏كنا ألماناً يهود.
‏وكثير من أصدقاءنا كانوا مهتمين بالموسيقى.
‏فكرس "راس" نفسه
‏للبحث عن كل مقطع موسيقي يمكنه دراسته
‏من الموسيقى المسجلة.
‏كان في هذه التسجيلات مشكلة.
‏فعندما كانت الموسيقى عالية، كانت رائعة.
‏وعندما كانت هادئة وبطيئة،
‏كان ما تسمعونه هو ذلك...
‏...هكذا.
‏صوت صفير،
‏وكان هذا مزعجاً جداً.
‏الدروس التي تعلمها حول ‏التخلص من الضجيج في التسجيلات
‏كانت ستؤتي ثمارها لاحقاً،
‏عندما أصبح "راي" مهتماً
‏بالكشف عن موجات الجاذبية.
‏عليك أن تفهم
‏كيف تقوم موجة الجاذبية بفعلتها.
‏من ناحية المشكلة الفيزيائية،
‏فإن موجات الجاذبية ليست كموجات الصوت.
‏فلنفترض أن الموجة تأتي من شيء
‏يدور ويتحرك بطريقة معينة.
‏تقوم الموجة الصوتية بضغط الهواء وتمديده.
‏أما موجة الجاذبية فتضغط الهواء وتمدده
‏بكل ما فيه.
‏إن لامست الموجة الأرض،
‏فإنها قد تسبب للفضاء
‏التمدد مباشرة ثم تجعله يتقلص.
‏إنها تقوم بذلك دوماً، لذا فهي هذا الشيء
‏الذي يسير... هكذا تماماً.
‏فكيف يمكن قياس
‏التمدد الصغير للفضاء وتقلصه؟
‏كانت فكرة "راي" أن نستخدم الضوء.
‏أن نرسل شعاعاً من الضوء
‏من مكان إلى آخر،
‏ثم نقيس الوقت الذي يحتاجه ‏ليصل إلى المكان الآخر.
‏هكذا تم حساب المسافة إلى القمر،
‏عبر إرسال شعاع ضوئي من الأرض
‏إلى مرآة خلفها رواد الفضاء في "أبولو 11".
‏"الوقت يساوي 2،57 ثانية"
‏ومن مدة الرحلة ذهاباً وإياباً،
‏تمكن العلماء من تحديد المسافة.
‏"المسافة تساوي 383 كيلومتراً".
‏قدم "راي" تصميماً عبقرياً
‏لأداة تستخدم الليزر والمرآة
‏لكشف التمددات والتقلصات الضعيفة في الفضاء
‏التي قد تسببها موجات الجاذبية.
‏وهي تسمى مقياس التداخل الليزري.
‏وهي تعمل عبر إرسال الليزر عبر قاطع
‏نصف الضوء يستمر بشكل مستقيم
‏باتجاه مرآة واحدة،
‏بينما يتم إرسال النصف ‏الآخر باتجاه مرآة أخرى.
‏تقوم المرآتان البعيدتان بعكس الضوء،
‏حيث تلتقي انعكاساتها على كاشف للصور.
‏إن كانت المسافات ‏التي يقطعها الضوء متساوية تماماً،
‏فالنظام مصمم لكي يمحي الشعاعان بعضهما،
‏فالكاشف لا يظهر أي صورة.
‏تم وضع التجهيزات لقياس موجة الجاذبية.
‏والآن تأتي موجة الجاذبية الآتية،
‏فلنقل، بهذا الشكل.
‏إن مرت موجة الجاذبية فيها،
‏فإنها تغير طول الذراعين تغييراً بسيطاً.
‏وبالتالي فإن أشعة الضوء ‏لن تصل في الوقت نفسه
‏لكي يمحي بعضهما الآخر.
‏تأتي موجة الجاذبية.
‏يظهر الضوء على كاشف الصور.
‏نجحت الخطة.
‏هذه هي الفكرة الأساسية.
‏إنها عملية قياس مباشرة.
‏فكرة ذكية وبسيطة في مفهومها.
‏ولكن الجانب السلبي و"جازة نوبل،"
‏يكمنان في التفاصيل.
‏فالفرق في طول الذراعين
‏قد يكون صغيراً بشكل متناهي.
‏كم هو صغير؟ حسناً، فلنقل بحجم الذرة.
‏بل أقل من ذلك.
‏أقل منها بمئة ألف مرة.
‏أو نواه الذرة.
‏بل أصغر منه أيضاً.
‏كانت أقل منه حجماً بمئة مرة.
‏إذاً فنحن نتحدث عن شيء متناهي الصغر
‏ظننت أن هذا أمر جنوني.
‏أظن أن ردة الفعل الأولى ‏لأي شخص على هذه الفكرة
‏كانت أن هذا سيكون مستحيلاً.
‏عام 1973، سجل "كيب ثورن" شكوكه
‏في كتاب تقليدي،
‏شكك في أن الأمر سيعمل.
‏"الانجذاب"
‏ولكن "كيب" لم يسمع "راي ويس" مطلقاً
‏وهو يصف خطته بالتفصيل.
‏وعندما يفعل...
‏فإننا نقضي الليل بأكمله بالحديث.
‏لذا قلت، "لا، إنه محتمل جداً".
‏وبوقت قصير، بظرف عشرين ‏دقيقة أو ربما نصف ساعة،
‏فهم "كيب" الفكرة بعمق وقال، "أجل!"
‏وأسفت لذلك طوال فترة عملي،
‏لأنني عندما تحدثت ‏عن ذلك مع "راي" بالتفصيل،
‏قررت أن أقضي فترة طويلة
‏مما تبقى لي في العمل لمساعدة المختبرين.
‏ولكن هذا يحتاج لأربعين عام،
‏ومبالغ طائلة من المال،
‏لكي نجعل رؤية "راي" و"كيب" حقيقة.
‏حصول "ليغو" على التمويل
‏كان أمراً جدلياً.
‏مئات ملايين الدولارات
‏لكشف إشارة لم تُرى من قبل.
‏"ليغو، مرصد هانفورد"
‏كان هناك الكثير من الناس الذي خافوا
‏من أن "ليغو" قد تسيء استخدام هذا المال.
‏لذا فقد كان هناك صعوبة كبيرة.
‏ما وافق عليه الجميع كان،
‏أن هذا صعب للغاية.
‏بوجود أداة حساسة لهذا الحد،
‏من أهم التحديات
‏كان عدو "راي ويس" الأكبر، وهو الضجيج.
‏الحركة الأرضية.
‏حركة الأرض الاهتزازية.
‏ضجيج الأصوات
‏الأصوات...
‏يمكن لكل شيء أن يحرك تلك المرآة.
‏ويبدو أنه حتى الفراغ الكلي
‏قد يخلق مشكلة انحراف محتملة.
‏على بعد مسافات دون الذرية،
‏عشوائية العالم الكمي الغريبة
‏تسبب اهتزاز المرايا.
‏هذا الضجيج الكمي يحصل ‏نتيجة التقلبات الكمية.
‏وهذه المرايا تقوم بدور الإلكترون في الذرة،
‏إنها تدور في الداخل.
‏حساسية كبيرة،
‏فضاء تام،
‏مئات آلاف الدائرات الكهربائية...
‏يعتبر "ليغو" واحداً ‏من أكثر الأدوات تعقيداً
‏في تاريخ العلوم.
‏ولأنه الوسيلة النهائية ‏لإرسال الإشارات الوهمية،
‏فقد بنوا ليس واحداً فحسب،
‏إنما مبنيان كاملان،
‏الأول في "واشنطن" والثاني في "لويزيانا".
‏وقد قام مصممو "ليغو" بعملهن بالشكل الصحيح.
‏فقد صمموا أكثر من كاشف صور واحد،
‏كل منها منفصل عن الآخر بمسافة بعيدة،
‏حتى إن تم كشف أي شيء ‏في كاشف ولم يتم كشفه في الآخر،
‏إذاً، تعلم، سيكون ‏عليهم تفقد الأجزاء الكهربائية.
‏يتفقدون ما إذا كان يوم كذبة أبريل
‏وأن أحداً منهم لم يعدّل المقابض.
‏في بداية فصل الخريف عام 2015،
‏كان الموقعان يعملان،
‏ولكن التطبيق العلمي ‏الأول لم يكن قد بدأ بعد.
‏فهم لا يزالون في طور الاختبار.
‏في الساعات الأولى من يوم الأحد، ‏يوم الرابع من سبتمبر عام 2015،
‏اتخذ عالم في "لويزيانا" قراراً مصيرياً.
‏كان "روبرت شوفيلد" يعمل طوال نهاية الأسبوع
‏وهو يجري التعديلات النهائية.
‏حسناً، فلنرسل طيفاً.
‏إنه الاختبار الأخير.
‏فلنر إذاً من أين يأتي هذا الحاسوب بقوته.
‏ولكن فات الأوان، والأدوات لا تعمل.
‏كانت الساعة الرابعة صباحاً تقريباً،
‏وكان لا يزال أمامنا ساعة أخرى من العمل.
‏وكنا نقول، "أجل، الأمور ‏لا تجري على ما يرام،
‏وأنا متعب للغاية.
‏دعونا نتوقف ولا نعمل ‏في هذه الساعة الأخيرة".
‏توقفوا عن العمل.
‏وبعد 40 دقيقة،
‏بينما هم متوقفين عن العمل،
‏سجلوا حدثاً تاريخياً جديداً.
‏موجة جاذبية قوية تضرب الكاشفين،
‏في "لويزيانا" و"واشنطن".
‏لو أن "روبرت شوفيلد" ‏عمل لأربعين دقيقة تلك الليلة،
‏والأدوات معدلة على وضع الاختبار،
‏فإن إشارة سافرت منذ 1.3 مليار عام
‏ما كانت ستُسجل.
‏أود القول،
‏تعلم، إن أحد أكبر إنجازاتي في "ليغو"
‏كانت كسلي في ذاك اليوم.
‏وصلني بريد إلكتروني من شخص يعمل هنا يقول،
‏"انظر إلى هذا المكان على الشبكة".
‏فنظرت إليها وقلت، "يا إلهي..".
‏كانت قوية جداً
‏حتى أنه يمكن رؤيتها بالعين عبر البيانات.
‏كانت أجمل من أن تكون حقيقة.
‏ولكنها كانت حقيقية.
‏في الواقع، كان صداها عالياً، ‏وواضحاً بشكل مدهش.
‏وسمعنا صوتها.
‏كانت هناك، مستمرة.
‏استمرت الإشارة لأقل من ثانية،
‏ولكن في ذاك الوقت القصير جداً
‏أرسلت رسالة كونية عميقة
‏عمرها أكثر من مليار عام،
‏وتثبت وجود الثقب الأسود.
‏إذاً فما رأيناه في الإشارة،
‏جعل المرايا تهتز بشكل بطيء في البداية،
‏ثم بدأ اهتزازها يتسارع.
‏وكان هذا الحدث بالضبط
‏الذي كنا نتوقعه من موجة الجاذبية
‏الآتية من ثقبين أسودين يدوران حول بعضهما،
‏ويدوران معاً.
‏ثقبان أسودان ضخمان،
‏أحدهما أكبر من كتلة الشمس بـ29 مرة،
‏والآخر أكبر من كتلة الشمس بـ36 مرة،
‏يدوران حول بعضهما مئات المرات في الثانية،
‏يكملان عملية التدمير ‏المشترك عبر الاندماج...
‏ويولّدان ثقباً أسود واحد ‏وضخم بحجم 62 كتلة شمسية.
‏الاندماج العنيف حول بعضاً من الكتلة
‏إلى طاقة مروّعة منبعثة
‏أقوى بكثير مما شهدناه من قبل.
‏هذا الانفجار في الحقيقة،
‏يولد إعصاراً في نسيج أو شكل
‏المكان والزمان،
‏كأنك أخذت ثلاثة شموس،
‏ثم أبدتها جميعاً بشكل كامل،
‏وحولتها إلى موجة جاذبية.
‏كانت قوتها أكبر بخمسين ‏مرة من القوة الخارجة،
‏من كل النجوم في الكون مجتمعة
‏في أقل من ثانية.
‏ولكن الانفجار الأقوى على الإطلاق
‏الذي لم يملك الإنسان أي دليل عليه
‏باستثناء الانفجار الكبير.
‏منذ تلك الإشارة المسجلة ‏في سبتمبر عام 2015،
‏سجلت "ليغو" عدة انفجارات لثقوب سوداء.
‏في أكتوبر عام 2017، "راي ويس" و"كيب ثورن،"
‏ومدير "ليغو" السابق "باري باريش"
‏حازوا على "جائزة نوبل".
‏تثبت اكتشافات "ليغو" ‏أنه بإمكان الثقوب السوداء أن تندمج،
‏وهي طريقة يمكن عبرها للثقوب أن تكبر بسرعة.
‏والمزيد من الأدلة ‏على اندماج الثقوب السوداء تخبرنا
‏أن ثمة كثير من الثقوب ‏السوداء النجمية حولنا،
‏وأنها قد تجد بعضها البعض وتندمج.
‏هذا الاكتشاف فتح أفقاً جديدة
‏لرؤية الكون.
‏لطالما ظننا أن علم الفلك ‏هو مجال للمراقبة والرصد
‏حيث أننا نبحث عن إشعاعات.
‏إننا نرى الأشياء.
‏ولكنها ليست إشعاعات.
‏بل هو شيء أهم بكثير.
‏إنها نوع من الهزات الكبرى ‏في الزمان والمكان نفسهما.
‏يمكننا الآن سماع صوت الكون.
‏للمرة الأولى،
‏تمكن علماء الفلك من رؤية ‏وسماع حدث كوني في وقت واحد.
‏في أغسطس عام 2017، ‏اكتشف "ليغو" موجات جاذبية
‏آتية من انفجار نجمين نيوترونيين.
‏الثقوب السوداء هي عبارة عن فراغ،
‏ولكن النجوم النيوترونية هي نجوم كثيفة ميتة
‏قد تصطدم ببعضها وتضيء السماوات.
‏عندما قامت أجهزة التلسكوب ‏والأقمار الاصطناعية حول العالم
‏بالإشارة إلى وجهة الصوت،
‏رأى العالم ألعاباً نارية
‏بسبب انفجار كبير صدر عنه وميض نور.
‏من المحتمل أن الانفجار أدى إلى ولادة
‏ثقب أسود جديد.
‏ولكن إلى أن نرى ولادة الثقب الأسود،
‏فإن ثمة الكثير مما لن نعرفه.
‏إذ إن ثمة الكثير عن الثقوب السوداء
‏مما ليس بمقدورنا معرفته أبداً،
‏لا يمكننا معرفة المكان الذي جاءت منه،
‏وما في داخلها أو حتى تاريخها.
‏ولكن يمكنا التنبؤ بمستقبلها.
‏إن عدد الثقوب السوداء في الكون يتزايد.
‏وهي تزداد حجماً أيضاً.
‏النجوم تنهار،
‏والثقوب السوداء تبتلعها وتندمج معاً،
‏وينتج عنها ثقوب جديدة.
‏هل يمكن أنه يوماً ما،
‏ستبتلع كل شيء إلى داخلها
‏وتحكم الكون؟
‏وبعد حصول ذلك بترليارات السنوات،
‏وبعد أن تبتلع كل الأجسام داخل أفقها،
‏قد تشع الثقوب السوداء
‏وتختفي من هذا العالم.
‏إنها مليئة بالغموض، ونحن لا نزال في بداية
‏الطريق لنكشف أسرار ‏هذه الأماكن الغريبة والقوية.
‏ولكننا متأكدون،
‏أن الثقوب السوداء ستواصل تحفيزنا،
‏وإثارتنا،
‏وستتحدى علومنا وخيالنا.
‏تخليداً لذكرى "كارولين لينش".
‏وتقديراً لشغفها بالعلوم ‏وتفانيها في التعليم.
‏ترجم من قبل: زينب علوش