هناك وحوش في الكون يمكنها إبتلاع نجوم بأكملها
و يمكنها تدمير الفضاء نفسه
الثقوب السوداء إنها
، على مدى عقود ظلت مختفية تماماً
ولكن الآن ، غامر العلماء بإقتحام منطقتهم المجهولة
و لقد إكتشفوا أن الثقوب السوداء لا تحكم فقط عالم النجوم و المجرات
بل تؤثر علينا جميعاً هنا على الأرض
لأن الثقوب السوداء ربما تكون مفتاح فهم الطبيعة الحقيقية للواقع
المكان و الزمان و الحياة نفسها
أسرار الكون تكمن عبر الثقب الدودي
إذا أخذنا كوكب الأرض و ضغطناه حتى يُصبح في حجم كرة صغيرة
فسنحصل على جسم بالغ الكثافة يعجز الضوء .. الذي يبلغ سرعته 186 ألف ميل في الثانية
أن يهرب من جاذبيته الهائلة
إنه يُدعى الثقب الأسود
يعتقد علماء الفيزياء الفلكية .. أن الثقوب السوداء ربما تكونت
عندما تـنفد النجوم العملاقة من الوقود وتنهار تحت تأثير وزنها الهائل
لسنا واثقين تماماً من هذا لماذا ؟
لأن الثقوب السوداء هي أماكن تتحطم فيها قواعد الفيزياء المعروفة
يقوم بعض المفكرين الجريئين حالياً .. بالتقدم بخطوات عملاقة
نحو فهم ما يحدث داخل الثقوب السوداء
و فهم قوانين الفيزياء الجديدة التي أظهرت نتائج مذهلة
أنتم و أنا و العالم الذي نعيش فيه ربما لا نكون أكثر من مجرد وهم
(كان هناك بئر في مدينتي في (الميسيسيبي
كان يفتنني بالنظر في أعماقه المظلمة عندما كنت أحاول رؤية ما يكمن في القاع
كنت أجلس هناك و أرمي الأحجار فيه محاولاً سماع طرطشة المياه الخافتة
لكن ما كان يجيبني سوى الصمت
و ذات يوم أخذت لعبة جندي ضئيلة و صنعت له مظلة من منديل قديم
و راقبته وهو يهبط لأسفل
و تساءلت عمّا قد يحدث له .. عندما يصل للقاع
أم أنه سيستمر بالهبوط للأبد داخل هذا الظلام المعتم
ينجذب اليوم علماء الفيزياء النظرية للثقوب السوداء كما إنجذبت أنا للبئر القديم
محاولين فهم طريقة عملهم وما يمكن أن تخبرهم به عن الكون
إنها تبدو و كأنها نوع من الخيال العلمي ولكنها أفضل لأنها حقيقية
يُعتبر الثقب الأسود نافذة لعالم مجهول الهوية ليس لدينا هندسة ذهنية بعد تجعلنا نتصوره بشكل صحيح
أنتم في هذا العالم الغريب .. ذو الجاذبية القوية
حيت لا توجد أي خطوط مستقيمة
لا يمكنك حتى رؤيتها إنه شيء مزعج و مثير في نفس الوقت
نظرية الثقب الأسود هي إمتداد طبيعي لقوانين الجاذبية
كلما إقتربنا من جسم ضخم
كلما أبطأت قوته الجاذبة سرعة أي جسم يحاول الإفلات منها
يبعد سطح الأرض 4000 ميل عن مركزها
و بذلك لا تُعتبر الجاذبية قوية جداً
حتى أن طفلاً يمكنه مقاومتها لثانية او اثنتين
(لكن إذا ضغطنا (الأرض ليصبح سطحها قريبا من مركزها
فستصبح قوة الجاذبية هائلة بشكل لا يُصدق
فيصعب على أي جسم التحرك بسرعة كافية للارتفاع عن سطحها
لا ينطبق الأمر على طفل يقفز فحسب فحتى الشعاع الصادر من حذائه سوف يعلق
إن حاولتم تخيل صنع جسم كثيف لا يفلت معظم الضوء من جاذبيته
فستحصلون على نظام مضغوط للغاية
بحيث تفوق السرعة المطلوبة للإفلات من جاذبيته سرعة الضوء
تبلغ سرعة الضوء 186 ألف ميل في الثانية وهذه سرعة هائلة
الجاذبية ضعيفة جداً ، أعتقد أنه من المفاجئ أن نعلم أن الأرض بأكملها تجذب سفينة صاروخية
وكل ما عليها فعله أن تنطلق بسرعة 7 ميل في الثانية للإفلات من جاذبية الأرض
وللوصول إلى ثقب أسود يجب تقليص حجم الشمس
حتى يصل قطرها لأقل من بضع كيلومترات
والآن يجب على أي جسم أن تكون سرعته أكبر من سرعة الضوء حتى يهرب من جاذبيه
لذلك ما من جسم قادر على الإفلات من جاذبية الثقب ، فيختفي الجسم تماماً
حاول (كريستيان أوت) عالم الفيزياء .. الفلكية في معهد (كاليفورنيا) للتكنولوجيا
أن يفهم كيفية تكوُّن أجسام غريبة كالثقوب السوداء في الكون
وهو يدرس ماذا يحصل عندما ينفد وقود النجوم العملاقة وتبدأ فى التقلص
هذه الظاهرة يمكن مقارنتها بانهيار عداء ماراثون مرهق
حين نقارن نجماً في ريعان شبابه بعدّاء بدأ الماراثون بانتعاش
وراح يستهلك الأكسجين بشكل هائل نفس الأمر يحدث مع النجوم
حيث تندمج ذرّات الهيدروجين داخلها ببطء لتكوّن الهيليوم
و يتزود النجم بطاقة هائلة كلما احترقت ذرّة هيدروجين
وبعد اندماج ذرّات الهيدروجين .. وتحولها إلى هيليوم
يبدأ النجم بإحراق العناصر الثقيلة فينفد الوقود سريعاً
وفي النهاية يتبقى عنصر الحديد فيكون الوقود قد نضب كليّاً
وهذا أشبه بعدّاء يصطدم بجدار في الماراثون
لكن بخلاف العدّاء القادر على تجديد طاقته بالطعام والسوائل
لا مجال للنجم الذي يحتضر للعودة إلى الحياة
لا يوجد المزيد من توليد الحرارة ولا الطاقة تحدث في باطنه ، فتستمر الجاذبية في عملها
ونظراً لانعدام تفاعلات نووية تُولّد ضغطاً كافياً ليدعم النجم نفسه
فسينهار ببساطة وتتولّد حينئذٍ موجة صادمة
تتحرك هذه الموجة لتكتسح النجم بالكامل وتفجّره
وتُعرف هذه الظاهرة بالسوبرنوفا
سكرات موت النجوم العملاقة من أكثر الظواهر التي شهدها علماء الفلك إثارة
شهد مراقبو النجوم الصينيّون إنفجار أحد النجوم في عام 1054
كان الانفجار من السطوع بحيث أمكن مشاهدته في وضح النهار
ثمّ إنفجر نجمان آخران منذ نحو 400 عام
تترك هذه الإنفجارات الهائلة مخلّفات من الغاز والغبار
يبلغ قطرها آلاف السنوات الضوئية
مازالت مرئيّة ومتمدّدة حتّى هذا اليوم
لكن ليس الإنفجار ما يثير إهتمام الباحثين عن الثقوب السوداء
إنما ما يحدث في مركز النجم المحتضر
لم يسبق لعلماء الفلك المعاصرين أن شهدوا إنفجار نجم في مجرّتنا
لكن تتوقع الفيزياء النظرية .. أنه إذا كان نجم كبيراً بما يكفي
فلابد من أن يتقلص لُبّه المنهار ليكوِّن ثقباً أسود
تخيّلوا أنّ هذا البالون نجم ويبقى النجم حيّا عبر حرق الوقود النووي
فتنشأ عناصر أثقل كالاسفنج
وتتولّد الطاقة كتلك التي تولّدها قنبلة
وفيما ينفد وقود النجم تأخذ حرارته في الانخفاض
وبذلك لا يسعه دعم نفسه إثر انعدام الضغط الكافي
فيبدأ بالانهيار على نفسه تحت تأثير وزنه
ويستمر هذا الانهيار إلى أن يتقلص حجمه بشدّة
بحيث تبدأ المادة بالانضغاط
و عند هذه المرحلة يصبح النجم أكبر من الأرض نوعا ما
فيدعم نفسه عبر تداخل جسيمات ذرّاته
لكن إن كانت كتلته تبلغ ضعفي كتلة الشمس
فسينهار أكثر فأكثر
ونظراً لانعدام الضغط الذي يقاوم الانهيار
سيستمر النجم بالانهيار إلى أن يكوّن ثقباً أسود
لكن هل فعلاً تتواجد هذه الكميات الغريبة من النجوم المنسحقة في الكون ؟
هل يُعقل أن تكون كامنة وسط سحب من الغاز والغبار خلفتها سوبرنوفا
كريستيان أوت) ومجموعة من) .. علماء الفيزياء الفلكية في معهد كالتك
يحاولون إكتشاف ان كان انفجار النجوم .. يكوّن فعلاً الثقوب السوداء
بادئ ذي بدء ، و كي يتكوّن الثقب الأسود يجب أن يكون الزخم الزاوي منخفضاً
وللحصول على ثقب أسود دوّار يجب أن يكون الزخم الزاوي مرتفعاً
هناك طريقتان لمعرفة إن كانت الثقوب السوداء تتكوّن فعلاً نتيجة إنفجار النجوم
الطريقة الأولى هي إنتظار إنفجار سوبرنوفا في مجرتنا و نستخدم وسائل علم الفلك الحديثة لالتقاط صورة لها
ستمدنا السوبرنوفا بمعلومات كثيرة من شأنها أن تحرمنا من النوم لأسابيع
لكنها لسوء الحظ لا تحدث سوى مرّة أو مرتين في القرن
يحاول (كريستيان) وفريقه إتّباع طرق مختلفة عن طريق تفجير نجوماً داخل حواسيب خارقة
، هذه ليست بمهمّة سهلة ففي الواقع لم ينجح أي أحد في تنفيذها
ولكن (كريستيان) في طريقه لأن يكون أول من يقوم بها
محاكاة إنهيار السوبرنوفا وتكوّن الثقب الأسود صعبة للغاية لأنها تجمع فروعاً كثيرة من الفيزياء
وتشمل النسبية العامّة لمعالجة الجاذبية وحركة السوائل لدراسة الغازات المنهارة
وفيزياء الجسيمات المستخدمة لمحاكاة الانفجار الأمر الذي يشبه محاولة توقّع حالة الطقس
فشل (كريستيان) في محاكاة انفجار نجم إفتراضي بطريقة تشبه إنفجار سوبرنوفا حقيقي
لكن بعد عدة سنوات من تحديث الفيزياء والرياضيات
فهو يعتقد الآن أنه ربما يكون أوّل من يفهم تماماً كيفية تكوُّن الثقب الأسود
هذا هو أفق الحدث هناك والثقب الأسود في الوسط
لأول مرة نرى مثل هذه الصورة
ما يثير الدهشة هو أن المحاكاة لا تنفجر فعلياً
إنما تنهار ببساطة
ليست إنفجاراً و إنما أنيناً
إسمها ليس سوبرنوفا بل انهيار اللُب
يسقط كل شيء في الثقب الأسود فيختفي النجم ببطء لكن بثبات
قد يكون صحيحاً أن تختفي معظم النجوم أو مجموعة كبيرة منها
لا نملك أي بيانات تؤكّد ذلك إذ سبق وأن شاهدنا إنهيار لبّ نجم بدون إنفجار
إن كان كريستيان مُحقاً وكانت الثقوب السوداء تتشكل في صمت
فقد تكون هذه الأجرام الكونية المتوحشة مختفية حولنا و أمام أعيننا
وقد لا ندرك وجودها قطّ
العثور على الثقوب السوداء أمر في منتهى الصعوبة حتّى لو لم تكن سوداء ولا تشع الطاقة
ولنفترض أن قطرها يبلغ 20 ميل فقط .. و كانت على بُعد 10 سنوات ضوئية
سيكون العثور عليها مستحيلاً حتّى باستخدام أفضل التلسكوبات
لكن إن كانت الثقوب السوداء شبه مضلِّلَة فلم يخبر أي أحد هذا الرجل بشأنها
إذ أمضى السنوات الثلاثين الأخيرة .. في تعقب أثر ثقب أسود عملاق
موجود في قلب مجرّة درب اللبّانة
وسيقلب اكتشافه كلّ الموازين بشأن كيفية عمل الكون الحقيقية
(في عام 1931 ، كان (كارل جانسكي .. باحث في شركة بيل للتليفونات
يختبر نظاماً جديداً لإرسال إشارات الراديو عبر المحيط الأطلسي إلى أوروبا
ضايقته الأصوات المزعجة في الخلفيّة
وبعد عامين من العمل الدؤوب أزال جانسكي معظم التشويش
ولكن بقيت إشارة واحدة غريبة و لم تذهب
كان صخبها يزيد كلّما وجّه الهوائى نحو كوكبة القوس النجمية الموجودة في قلب درب اللبّانة
كانت الإشارة مختلفة تماما عن الإشارات التي تبثها النجوم
فراح علماء الفلك يتساءلون إن كانت تصدر من جرم تنبأ به واضعي النظريات لكن لم يرصدوه أبداً
ثقب أسود
لكن لم يكن هناك طريقة للتأكد من الأمر
حيث تحجب سحابة سميكة من الغبار ، مركز مجرّتنا
بعد ذلك و منذ 25 عاماً
(وجد عالم الفلك الألمانى (راينهارد غينزيل وسيلة للرؤية عبر الضباب
المشكلة أنّنا موجودون في درب التبّانة
ومركز المجرّة الحلزونية على طول طريق سهل فسيح
وتفصل بيننا وبين مركز المجرّة سحب من الغبار والغاز تخفيه عن أنظارنا
لكن باستخدام أطوال موجية أطول ، يفقد الغبار فاعليته
الأشعة دون الحمراء مثالية بموجاتها الأطول لاختراق السحب
لكنها لا تصلح لاختراق بخار الماء المتكثف في غلاف الأرض الجوى
فتوجّه راينهارد غينزيل إلى أعلى وأكثر المواقع جفافاً على الأرض
صحراء أتاكاما في تشيلي
في بداية عام 1992 بدأ هو وفريقه في معهد ماكس بلانك
حملة أصبحت فيما بعد دائمة لمعرفة ما مصدر هذه الضجّة الغريبة المنبعثة من مركز مجرّة درب التبّانة
في الواقع وجدنا مجموعة نجمية كثيفة في مركز مجرّة درب التبّانة
وهو مركز المجرّة الذي تدور حوله كلّ الأجرام
ومن ثمّ نشأت أولى الشكوك في وجود جرم غريب هناك
كان لدى (راينهارد) حدس ينبئه بوجود ثقب اسود
قد يُمثل مركز جذب هائل ويجذب آلاف النجوم لتدور حوله
لذا فقد استعدّ للرحلة الطويلة
كان يلتقط في كل عام مجموعة جديدة من الصور
يرصد من خلالها حركة العناقيد النجمية في قلب مجرتنا
قام بتجميع فريقاً كبيراً لمساعدته في معالجة كميات هائلة من البيانات
وإستخدم تقنية جديدة تدعى البصريات التوافقية لجعل صور هذه النجوم البعيدة أكثر حدة
لو نظرنا إلى شكل مركز المجرّة بتلسكوب عادى فسنحصل على صور تبدو مثل هذه
لكن يمكنكم رؤية تأثير تقنية البصريات التوافقية في الصورة اليمنى
من المذهل الحصول على صورة واضحة ونقية إنه المشهد نفسه بحق
هذين النجمين في الصورة الغير واضحة على اليسار أمكننا رصدهما بوضوح في الصورة اليمنى
مع مرور الأعوام نشأ نمط صاعق
رُصدت النجوم تتحرّك سريعاً
وهذه ظاهرة لم يسبق أن شاهدها أي عالم فلك
هناك 10 ثم 20 ثم 30 نجماً تدور كلها بسرعة فائقة حول جسم مركزى
مظلم تماماً وكثيف للغاية
هل يمكن أن يكون هذا هو أول دليل على وجود الثقوب السوداء؟
، و إن كان الأمر كذلك .. فهل من ثقب أسود قابع فعلاً هنا
في مركز مجرّتنا بالضبط ؟
ماذا نفعل إن أردنا رؤية جسم ما أو إثبات وجوده رغم عدم رؤيته؟
يُعرف الثقب الأسود على أنه جسم لا يستطيع حتى الضوء الإفلات منه
، لكن لدينا الجاذبية لنفكر في النظام الشمسى مثلاً
الشمس موجودة في مركزه والكواكب تدور حولها
تدور الكواكب الخارجية ببطء شديد حول الشمس
وكلّما اقتربت الكواكب منها زادت سرعة دورانها حولها
لنفترض إذاً أننا أزلنا الشمس
يجب أن نستخلص حينئذٍ أن هناك جرماً واحداً كتلته تعادل كتلة الشمس وتدور الكواكب حوله
وهذا ما يحدث بالفعل
هذه هي النجوم الأساسية
تجدون فى الوسط مصدر إشارات الراديو
حيث نظن أنه موقع الثقب الأسود
وهذا هو أفضل نجم تعقبنا حركته طيلة 15 عاماً لتسجيل مداره الكامل
"هذا النجم الذى أُطلق عليه "إس 2 كان يتحرك بسرعة هائلة
عند بلوغ الموقع الأقرب من الجرم المركزى المظلم
سجل (راينهارد) وفريقه سرعة تحرك وصلت لـ 11مليون ميل في الثانية
نستنتج إذاً أن هناك كتلة مركزية واحدة عند موقع مصدر الإشارات الراديوية
وتبلغ كتلته 4 مليون ضعف كتلة الشمس
ما من جسم يمكن أن نصدق وجوده غير الثقب الأسود
حقّق ( راينهارد غينزيل ) الاكتشاف الحاسم الأول لثقب أسود
والأكثر من ذلك ، أن فريقه وجد جُرماً لابدّ من أنه ابتلع ملايين النجوم خلال حياته
يدعوه علماء الفلك بالثقب الأسود فائق الضخامة
.. لكن رغم ضخامة هذا الاكتشاف
سيتصدر لائحة إكتشافات عدّة شديدة الغرابة والإزعاج
فيما يلي سون نتعرف على ما يحدث داخل الثقب الأسود
ماذا يحدث للنجوم والكواكب و حتى الناس إن اقتربوا كثيراً من هذه البالوعة الكونيّة ؟
ما من تلسكوب قادر على رؤية ما بداخل الثقوب السوداء
ولفهم كيفية قيامهم بانحراف الواقع
يجدر بنا الكفّ عن النظر وتعلّم كيفيّة الإصغاء
يكمن في مركز مجرّتنا جرم غير مرئي بالمرة
ولكن يبلغ وزنه وزن 4 ملايين نجم
يعتقد علماء الفلك الآن .. أن كل المجرّات تقريباً
تحتوي على ثقب أسود فائق الضخامة في مركزها
فما هي ؟
ينظر الخيال العلمي إلى الثقوب السوداء على أنها آلات زمنية كونية
أو بوابات إلى كون موازي
لكن العلماء الحقيقيّين اكتشفوا أن الحقيقة أغرب من الخيال العلمي
توشكون على دخول عالم يتعذّر فيه التمييز بين عالمي الصغائر والكبائر
وحيث الحقيقة والوهم واحد
(تدرس عالمة الفلك (جولى كوميرفورد مراكز عشرات المجرّات النائية
محاولة أن تجد ثقوباً سوداء
وعلى أمل أن تعرف المزيد عن هذه الأجرام المحيّرة
اتّضح لنا أن كل المجرات تحتوي على ثقباً أسود فائق الضخامة في مركزها
وتتراوح كتل الثقوب بين مليون ومليار ضعف كتلة الشمس
بوسعنا رصد ثقب فائق الضخامة حين يسقط الغاز داخله
وقبل حدوث ذلك يسخن الغاز ويصدر قدراً كبيراً من الطاقة
فيبدو شديد السطوع
لكن حين درست( جولى) الغاز المتوهج المحيط بهذه الثقوب السوداء العملاقة
اكتشفت ظاهرة غير متوقّعة على الإطلاق
هناك رقصة كونيّة تحدث على مقياس يكاد يفوق الخيال
رأينا نقطتين برّاقتين بدلاً من واحدة
و كنا نتوقع رؤية نقطة واحدة منبعثة من ثقب أسود واحد ساكن لا يتحرك في مجرته
لكن رأينا نقطتين برّاقتين تتحركان بسرعتين مختلفتين
فخلب المشهد ألبابنا وأثار دهشتنا إلى حدّ كبير
بدأت (جولى) تفكّر في ما يمكن أن يحدث عند تصادم مجرّتين
وإذا إحتوت الاثنتان على ثقبين أسودين في مركزيهما
فماذا يمكن أن يحدث لهذين الجرمين الضخمين ؟
عند تصادم مجرّتين , بدل أن يتصادم الثقبان الأسودان في مركزيهما مباشرة
يأخذان فى الدوران أو الرقص
وأمكننا رصد هذين الثقبين الراقصين عبر مراقبة الضوء المنبعث منهما
فبالنسبة للثقب الأسود الذى يتحرك نحونا نرصد موجات مشعة قصيرة تميل إلى الزرقة
أما بالنسبة إلى الثقب الأسود الذى يبتعد عنّا فنرصد موجات مشعة وطويلة تميل إلى الحمرة
فالتناوب بين الطيفين الأحمر والأزرق دليل واضح على رقصة ثقبين أسودين
وكلما رصدنا مشهداً مماثلاً في غرفة المراقبة تصافحنا تهليلاً
فيما تسبر (جولى) غور الكون
تجد الرقصة الرائعة نفسها تحدث مراراً وتكراراً
ومع تصادم المجرّات تباعاً تتّحد الثقوب السوداء
لتؤدى رقصة كونية طيلة الليل
اكتشفنا 90 مجرّة وقت أن كان الكون يبلغ نصف عمره الحالى
ووجدنا أن 32 مجرّة منها أي ما يعادل الثلث, تحوي ثقوباً سوداء
تبثّ إشعاعات تتناوب بين الأزرق والأحمر
فتفاجأنا بعدد هائل من ثقوب سوداء لم تكن ثابتة في مركز مجرّتنا
إنما تؤدي هذه الرقصة مع ثقوب سوداء أخرى
(يعتقد العلماء أمثال (جانا ليفين .. أن اكتشاف الثقوب السوداء الراقصة
يفتح آفاقاً جديدة لمعرفة ما يحدث داخلها
لأن رقصاتها قد لا تكون مرئيّة فحسب بل يمكن أن تكون مسموعة أيضاً
رأى صاحب الرؤى العلمية ألبرت أينشتاين الفضاء على أنه مادة مرنة قابلة للتشويه بفعل الجاذبية
والثقب الأسود مجرّد بئر عميقة في هذه المادّة
عندما يتقارب ثقبان أسودان تُحرّك هاتان البئران الزمكان
وتبثّ موجات يمكنها السفر بوضوح عبر الفضاء
تنتشر هذه الموجات عبر الكون بسرعة الضوء
لذا لا نأمل رؤية الثقوب السوداء بل ربما الأشعة المنبعثة منها
لو أمكننا التقاط تردّد نسيج الزمكان نفسه
خلال السنوات الماضية .. حاولت (جانا) وزملائها
التكهن بالأصوات الصادرة عن الثقوب السوداء نتيجة دورانها حول بعضها بعضاً
والحسابات التي توصّلوا إليها ليست لضعفاء القلوب
صياغة ما يحدث عندما يشكّل جرمان .. عملاقان عاصفة في بحر الزمكان
يتطلب معادلات رياضيات مكثّفة وأشهراً من المحاكاة على حواسيب خارقة
هذا هو مدار ثقب أسود صغير يدور حول ثقب أسود أكبر حجماً
وهو يبدو وكأنه ينقر على طبل بكلّ معنى الكلمة حيث أن الطبل هو الزمكان نفسه
الصوت يشبه النقر حقاً
يبدأ التردّد بالارتفاع وتزداد سرعته
إلى أن يسقط الثقب الصغير في أعماق الثقب الأكبر
فيندمج الاثنان ليشكّلا ثقباً أسود واحداً في نهاية المطاف
فيصدر صوت يعلن انتهاء عمليّة الاندماج
بما أن الثقوب السوداء تحرّك الزمان والمكان حولها إلى حدّ كبير
لا يشبه دوران ثقب أسود حول آخر مطلقاّ دوران الأرض حول الشمس
يدور الثقب الأول حول الآخر في مدار كامل ومحدّد ثمّ يتحرك
وبدل أن يدور حوله في مدار بيضاوى يتّخذ مداره شكل برسيم ثلاثى الأوراق
يستمر نمط البرسيم الثلاثى الأوراق في الخروج من عمليات المحاكاة
فصدمت (جانا) لأن الصورة التي تحاكى دوران أثقل جرمين فى الكون حول بعضهما بعضاً
تُظهر تشابهاً غريباً مع نمط دوران أخف جسمين حول بعضهما بعضاً
إنها البروتونات والإلكترونات الدقيقة داخل الذرّة
أمكننا صنع ذرّة عادية من ثقب أسود كبير يمثل دور النواة
وثقباً أسود أخف وزناً يمثل دور إلكترون
فيشكلان معاً ذرّة حقيقية بطريقة ما
كيف يعقل أن يتصرف جرم بهذا الوزن الهائل كالجزئ الأصغر من الذرة الخفيف جداً ؟
عندما نتكلم عن أجسام عادية أو حتّى أشخاص لا يتصرفون بالطريقة نفسها مطلقاً
أعني إن تمكنتم من محاولة استنساخى فلن تتصرف المستنسخات منّى بالطريقة نفسها
وبالتالي لا يعتبر الأشخاص والأجسام العادية كجزيئات أساسية
هناك فرق بينهم
لكن هذا لا ينطبق على الثقوب السوداء فالثقوب السوداء شبيهة بالجزيئات الأساسية
وهذا مفاجئ للغاية لأنها أجسام ضخمة
مازالت هذه الفكرة حتى الآن مجرد حدس مثير
لكن في غضون 5 سنوات فحسب لابدّ .. من أن تتمكن مجسّمات فائقة الحساسية
من رصد الموجات المتولّدة من دوران ثقبين أسودين عملاقين حول بعضهما
وستخبرنا إن كانت الثقوب السوداء تتصرف فعلاً كالذرّات الدقيقة
.. لكن هذا الرابط بين عالمي الكبائر والصغائر
سبق أن أشعل فتيل الحرب بين اثنين من أعظم علماء الفيزياء الأحياء
(أحدهما يدعى (ستيفين هوكينغ
والآخر بدأ حياته كسبّاك في جنوب البرونكس
ويستخدم الآن الثقوب السوداء لتطوير أكثر الأفكار ثورية في الفيزياء منذ رحيل ألبرت أينشتاين
أكثر فكرة قلبت الواقع فعلاً رأساً على عقب
الخطوة الأولى في جمع فيزياء .. عالمي الكبائر والصغائر
(جائت من عقل (ستيفين هوكينغ في عام 1974
نظريّة عالم الصغائر أو ميكانيكا الكم
تفترض أنّ الفراغ مليء بالجسيمات ومضاداتها
تتكوّن على هيئة أزواج ثمّ تُفني بعضها بعضاً بعد ثوان معدودة
تتواجد هذه الجسيمات لفترة وجيزة بحيث لا تعتبر جزءاً من الواقع
وبالتالى يسمّيها علماء الفيزياء بالجسيمات الافتراضية
لكن أدرك هوكينغ أنه كان هناك .. مكان واحد مميّز فى الكون
حيث أمكن لهذه الجسيمات أن تصبح حقيقية
يحيط بالثقب الأسود خطّ خفي في الفضاء يدعى أفق لحدث
تكون الجاذبية خارج هذا الخط ضعيفة جدّاً لتحبس الضوء
أمّا داخله فلا شئ يستطيع الإفلات من جاذبيته
إذا تشكّل زوج من الجسيمات الافتراضية خارج أفق الحدث
يمكن لأحد الجسيمين أن يعبر نقطة اللا عودة قبل أن يتمكّن من الاتحاد بالآخر
فيسقط داخل الثقب الأسود ويترك قرينه .. ليفلت على شكل إشعاع حقيقى
"عُرف بإسم "إشعاع هوكينغ
إن كان هوكينغ على صواب فلا يجدر بالثقوب السوداء أن تكون سوداء فعلاً
يجب أن تُضيء حتى ولو بخفوت شديد
لم يسبق لأحد أن رصد إشعاع هوكينغ على حدود ثقب أسود
في الواقع إنه خافت للغاية والثقوب السوداء بعيدة جدّا
بحيث يحتمل أن يستحيل رصد الإشعاع
لكن (جيف ستاينهاور) يظنّ أنه وجد (طريقة لاختبار نظرية (هوكينغ
وإرسال موجات صادمة تخترق عالم الفيزياء
إنه الشخص الوحيد على وجه الكوكب الذى رأى ثقباً أسود عن قرب
في الواقع ، فقد تعلم كيف يصنعه
ثقبي الأسود ليس خطيراً على الإطلاق لأنه ثقب أسود صوتي ويمتص فقط الموجات الصوتية
ويتألف من 100 ألف ذرّة فقط و هي تعتبر كمية ضئيلة من المادّة
وأنا واثق بأن جيرانى يتمنّون أن أضع ثقباً أسود صوتياً حول شقتي
لكن هذا لن يحدث
عندما لا يقيم حفلاً موسيقيّاً بقبو قسم الفيزياء بمعهد تخنيون ,إسرائيل
يقضى وقته داخل مختبره
وصفة (جيف ستاينهاور) لصنع ثقب أسود صوتي تبدأ بعيّنة صغيرة من ذرّات الروبيديوم
محفوظة في الثلاجة عند درجة حرارة 237 تحت الصفر
بينما كنت أعمل بذرّات شديدة البرودة تعثرت في ظاهرة
عندما تدفّقت الذرات بسرعة .. تفوق سرعة الصوت
وتواجدت موجات صوتية تحاول العبور بعكس التدفق , فلن يمكنها التقدّم
وهذا مماثل لثقب أسود حقيقي
حيث تعجز الموجات الضوئية عن الإفلات من جاذبيته الهائلة
رغم أن هذا الثقب الأسود لا يحبس سوى الموجات الصوتية وليس الضوئية
فقوانين ميكانيكا الكم نفسها تنطبق عليه مثلما تنطبق على أقربائه في الكون
إن كانت نظرية (هوكينغ) بشأن الثقوب السوداء صحيحة
فيجب على (جيف) أن يرصد إفلات موجات صوتية دقيقة
يجب أن نحصل على أزواج من الموجات الصوتية من اليمين واليسار
وستنشأ فجأة نتيجة الفيزياء الكميّة
إنه إشعاع هوكينغ المتملّص
لم يرصد (جيف) الإشعاع المتملّص بعد
لكن يعتقد أنه سيرصده فى غضون سنة عندما يُحسِّن تجربته
لن يترقب أحد هذا الحدث بفارغ الصبر (أكثر من (لينورد ساسكيند
إذ أمضى السنوات الـ 30 الأخيرة بالتفكير في إشعاع هوكينغ
وأثارت ماهيّته اضطرابه بشدّة
إنه اليوم من أبرز علماء الفيزياء النظرية في العالم
لكنه لم يبدأ طريق العلم هكذا
كنت أعمل سبّاكاً و أنا في الـ 16 من العمر
أُصلح المراحيض والبالوعات وما إلى ذلك في العمارات السكنية بجنوب البرونكس
لم يكن العمل الذى أطمح إلى القيام به لما تبقّى من حياتى
كلّما أجريت تناظرات فيزيائية وجدت دوماً أن لها علاقة ما بالسباكة
والتناظر الذي أستخدمه باستمرار بشأن الثقوب السوداء هو الماء الذي يسقط فى البالوعة
ترتبط نظرية الأوتار ارتباطاً وثيقاً بالأنابيب
فيتبادر إلى أذهان الناس أنه ابتكار (ساسكيند) السبّاك
(بدأ افتتان (ليونارد ساسكيند بالثقوب السوداء منذ 30 عاماً
(حين استمع إلى محاضرة ألقاها (ستيفن هوكينغ محاضرة أشعلت فتيل ردود فعل عنيفة
سمعت (ستيفن هوكينغ) وهو يلقي محاضرة في سان فرانسيسكو
أطلق فيها ادّعاءً فظيعاً يقول أن الثقوب السوداء تُخالف أحد المبادئ الفيزيائية الأساسية
و المعروف بمبدأ حفظ المعلومات
بعد 7 أعوام من العمل الريادى على إشعاع الثقب الأسود
انتقل (هوكينغ) بالفكرة إلى خلاصة منطقية
كلّ ذرّة من المادة التي يمتصها مركز الثقب الأسود تبثّ كمية مساوية من الطاقة عبر أفق الحدث
لكن بما أنه لا يوجد صلة فيزيائية بين مركز الثقب الأسود وأفق الحدث
لا يمكن للعمليّتين أن تتشاركا أيّ معلومات
كان هذا الإدّعاء بمثابة كارثة من وجهة نظر مبادئ الفيزياء الأساسية
إذ تنص هذه المباديء على أن المعلومات لا تضيع
سأضرب لكم مثالاً ، إليكم بالوعة ماء
(تخيلوا إرسال معلومات بشكل شفرة (مورس عن طريق سكب الحبر الأحمر في الماء
، ترون الحبر الأحمر يدور فى دوامة لكن إن انتظرنا بضع ساعات
فسنجد أن الحبر الأحمر ينتشر في الماء كليّاً
فتعتقدون أن المعلومات ضاعت تماماً ولا يستطيع أحد أن يعيد تركيبها
لكن بحسب المبادئ الفيزيائية مازالت المعلومات موجودة
وإذا أمكننا رؤية كلّ جزئ يمكننا إعادة تركيب المعلومات
يصعب جدّاً على البشر أن يعيدوا تركيب هذه الحركات ويتتبّعوها
لكن قوانين الفيزياء تشير لوجودها
(لكن ادّعى (ستيفن هوكينغ أن هناك مواقع مميّزة في الكون
يصبح كسر ذلك القانون فيها ممكناً
ماذا يحدث للمعلومات التي تهوي في الثقب الأسود؟
أجاب (ستيفين) أنها تهوي في الثقب وتختفي كلّياً من الكون
أتى هذا الادّعاء كانتهاك جوهري لأقدس القوانين الفيزيائية
كما أنه صعقنى شخصيّاً
إن كان ادّعاء (هوكينغ) صحيحاً
معنى ذلك أن معظم القوانين الفيزيائية الحديثة معيبة
فتقضي الثقوب السوداء حياتها في التهام النجوم ولا تترك أثراً لما فعلته
ما من جسم آخر في الكون يفعل ذلك
قد يفني الانفجار الناري لقنبلة نووية كل ما نراه
لكن كلّ تلك المعلومات تبقى متناثرة في الكون مهما بلغت درجة تشوّهها
حسب نظرية (هوكينغ) ، لا تشوّه الثقوب السوداء المعلومات
بل تمحوها تماماً
أُطلق هذا الادعاء في عام 1981 فعلقت في هذه الدوّامة منذ ذلك الحين
ولم أستطع التخلّي عن مسألة الثقوب السوداء
و سرعان ما نما هذا النزاع متخطّياً هذين الرجلين وابتلع معه القوانين الفيزيائية كاملة
لم يكن التفاخر بالفوز هو الشغل الشاغل إذ اتّضح أن الادعاء أثّر في نظرتنا إلى الكون
قد يكون هناك 100 مليون ثقب أسود مبعثرين عبر مجرّة درب التبّانة
وأي شيء يقترب من هذه البقايا من النجوم المنطفئة
يُسحب بواسطة مجال جذب كثيف
لكن ما الذي يحصل فعلياً للمواد التي تسقط داخل الثقب الأسود؟
هل تُمحى من الوجود ببساطة ؟
أم أنّ الثقوب السوداء تحفظها ؟
هذه هي خطوط معركة حرب الثقوب السوداء
معركة فاقت نتائجها خيال الرجلين اللذين أطلقا شرارتها
إنها حرب بين عقلين عملاقين
.. عالم الفيزياء المشهور (ستيفين هوكينغ) من جهة
(ومن جهة أخرى (ليونارد ساسكيند أحد مبتكري نظرية الأوتار
يزعم (ستيفين هوكينغ) أن الثقوب السوداء تمحو ما تبتلعه ولا تترك له أثراً
فيما يخالفه (ليونارد ساسكيند) الرأي تماماً
لكنه ناضل لـ 10 أعوام لإيجاد (أيّ خطأ في مبدأ (هوكينغ
الذي ينص أنّ الثقوب السوداء تطلق المواد التي تبتلعها على شكل إشعاع
عجزنا عن تصديق أنّ الأجسام التي تهوي في الثقب الأسود
لها أىّ علاقة بإشعاع هوكينغ الذي يبثّه الثقب من موقع شديد البعد عن موقع سقوط الجسيمات
فبدأ ينظر إلى المشكلة بطريقة مختلفة
فأطلق عليها تسمية التناقض بين الميت والحي
إنها تجربة فكرية كونية (من بطولة رائدة تدعى (أليس
وصديقها (بوب) وثقب أسود
يدور (بوب) حول ثقب أسود بمركبته الفضائية وتقرر (أليس) القفز داخل الثقب الأسود
ماذا يرى (بوب) وماذا ترى (أليس) ؟
يرى بوب أليس وهي تهوي فى الثقب الأسود
وتقترب شيئاً فشيئاً من أفق الحدث ولكن تتباطأ سرعتها
نظراً إلى أنّ جاذبية الثقب الأسود تحني المكان والزمان بالقرب من أفق الحدث
تتنبأ نظرية النسبية لأينشتاين بأنّ بوب سيرى أليس تسقط بشكل أبطأ ثم أبطأ
إلى أن تتوقف في نهاية المطاف
من وجهة نظر (بوب) تصبح (أليس) جسماً هامد
والابتسامة مرتسمة على فمها وهذه هي نهاية القصة
إذ تسقط (أليس) في الثقب الأسود إلى أجل غير مسمّى
من جهة أخرى ، تعطي أليس وصفاً مختلفاً تماماً لما يحدث
إذ تسقط ببساطة داخل الأفق ولا تشعر بأىّ ألم ولا تصطدم بأىّ شيء
لكنها لن تشعر بالانزعاج إلّا حين تقترب من مركز الثقب
وفي تلك المرحلة يزداد التشوّه أكثر فأكثر
ولا أريد الدخول فى تفاصيل ما يحدث لها فالوصف شنيع
هذان الوصفان للأحداث نفسها يبدوان متناقضان
ففي الوصف الأول ، تعلق أليس عند أفق الحدث
وفي الوصف الثانى تهوي فيه مباشرة
في النسخة الأولى تموت
وفي الأخرى ، تتجمد مع الزمن لكن تبقى على قيد الحياة
لكن أدرك (ليونارد ساسكيند) فجأة كيفية حلّ هذا التناقض ليربح حرب الثقوب السوداء
فكّرت فى أنّ بعض الأفكار التي طوّرناها لنظرية الأوتار
أمكنها مساعدتنا على حلّ هذا التناقض
أحد طرق التفكير في نظريّة الأوتار هي أن جسيمات العناصر أبسط ممّا تراه العين
هل ترون هذه المروحة ؟
عندما تدور بسرعة هائلة لا ترون منها إلا المحور المركزي
ولا تبدو سوى جسيم بسيط
لكن إنّ صوّرناها بكاميرا فائقة السرعة أثناء دورانها
لاكتشفنا أن هناك عناصر لم ندرك وجودها
لدينا الشفرات التي تجعل المروحة تبدو أكبر
وفقاً لنظرية الأوتار تتذبذب جسيمات العناصر بشكل مستمرّ
يبدو و كأن أطراف شفرات هذه المروحة مزوّدة بالمزيد من المراوح
وهذه الأخيرة مزوّدة بمراوح على أطراف شفراتها إلى ما لانهاية
تدور كل مروحة بسرعة تفوق سرعة سابقتها
وكلّما صوّرناها بكاميرات ذات سرعات أكبر سنرى أمامنا المزيد والمزيد من العناصر
و سيبدو الجسيم كأنه ينمو
وسينمو إلى مالا نهاية إلى أن يملأ الكون كله
أدرك ليونارد أنّ الثقب الأسود أشبه بكاميرا ذات سرعة عالية جدّاً
واتّضح أنه يبطئ سرعة الأجسام فيما تقترب من أفق الحدث
حان الوقت لتجربة فكرية أخرى
فعاد الثقب الأسود وبوب وأليس
لكن هذه المرّة تركب أليس طائرة مزوّدة بمروحة نظرية الأوتار
بالنسبة إلى أليس لم يحدث تغيير كبير
إذ تجلس في قمرة القيادة وتحلّق بالطائرة فوق أفق الحدث مباشرة
ولا ترى طول الوقت سوى محور المروحة المركزي
فتلقي المصير المروّع نفسه في مركز الثقب الأسود
وهذه المرّة رافقها حطام الطائرة
ولكن وجهة نظر بوب أشدّ اختلافاً
في البداية يرى المروحة الأولى تأتي إلى الوجود
وبعد ذلك عندما تتباطأ السرعة تدريجيّاً يرى المراوح الخارجية تظهر أمام ناظره
فتكبر المراوح الواحدة تلو الأخرى
لتصبح في النهاية كبيرة بما يكفي لتغطّي الأفق بأسره
لم تعد وجهتا النظر هاتان متناقضتين
فإمّا أن تُسحق (أليس) في مركز الثقب الأسود أو تتشوّه لتغطّي أفق الحدث
فأطلق (ليونارد) تسمية على الطريقة الجديدة لرؤية الأجسام
إنه المبدأ الهولوغرافى
بدأت التفكير أن هذه الفكرة تُشبه الهولوغرام كثيراً
فأليس قابعة في الوسط
وإن نظرت إلى ما سأدعوه بالسطح أو الفيلم وليس الأفق
فكل ما نراه هو أجزاء مشوّهة تماماً
وبطريقة ما تمثّل الجسم نفسه
فكرة (ليونارد) التي تقضي بأن أفق حدث الثقب الأسود
عبارة عن تمثيل ثنائي الأبعاد لجسم ثلاثى الأبعاد في مركزه
تحلّ مشكلة ضياع المعلومات
كلّ جسم يهوي في ثقب أسود يترك أثراً له
في كلّ من الكتلة المركزية والهولوغرام البرّاق عند أفق الحدث
حين يبثّ الثقب الأسود إشعاع هوكينغ من الأفق
هذا الإشعاع متّصل بالأجسام التي سقطت داخل الثقب
وبالتالي فالمعلومات لا تضيع
في العام 2004 وفي محاضرة علمية عقدت في دبلن اعترف (هوكينغ) بالهزيمة
فالثقوب السوداء لا تمحو المعلومات
وربح (ليونارد ساسكيند) حرب الثقوب السوداء
لكنه حققّ أكثر من مجرّد الفوز
لأن النظرية لا تطبّق على الثقوب السوداء دون سواها
بل تدفعنا إلى تصوّر الواقع بأكمله بطريقة جديدة
الأمر يشبه وجود نسختين تصفنا أنا وأنتم وما في هذه الغرفة
تتمثّل الأولى بالواقع الثلاثي الأبعاد الذي ندركه طبيعياً
والثانية تمثّل صورة هولوغرافية مشوّهة على جدران هذه الغرفة
لكنها تحتوي على المعلومات نفسها
لم تعد تلك الفكرة مجرّد فكرة في الوقت الحالي
إنما أصبحت مبدأ أساسي من مبادئ الفيزياء
ينص على أن المعلومات تُحفظ في فيلم هولوغرافي عند أطراف الكون
بعبارة أخرى الفضاء الثلاثي الأبعاد مجرّد نسخة واحدة من الواقع
والنسخة الأخرى موجودة على فيلم هولوغرافي مسطّح
يقع على بعد مليارات السنوات الضوئية عند أطراف الكون
وسبب تواجد هذين الواقعين أصبح أحد الأسرار الفيزيائية الكبرى التي تنتظر حلّها
أحد التحدّيات الكبيرة هي فهم الفضاء نفسه
لم الفضاء ثلاثي الأبعاد ؟
في حين أنّ المعلومات المحفوظة في الفضاء محفوظة على شكل هولوغرام ثنائي الأبعاد
يطرح الثقب الأسود هذه التحدّيات ويزيدها صعوبة
لأنه يشكّل منطقة لم يعد الفضاء موجوداً داخلها
لذلك إن سُئلت عن نشأة الكون
فسأجيب ببساطة بأننا نفكّر في هذه المسألة لكننا لا نفهمها
بقيت الثقوب السوداء مصدر افتتان طوال عقد من الزمان
اعتبرناها آلات زمنية
أو طرقاً مختصرة تؤدي إلى أكوان متوازية
ووحوشاً ستلتهم الأرض يوماً ما
قد تثبت صحّة أىّ من هذه الأفكار ذات يوم
لكن هنا وفي هذه اللحظة تؤثّر الثقوب السوداء فيّ وفيكم بشدّة
يبدو أن أسطحها الهولوغرافية البرّاقة تخبرنا أنّ كلّ ما نظنّه موجوداً هنا
لديه صورة معكوسة في الفضاء
عند أطراف هذا الكون العجيب
عـبــر الـثــقــب الـدودي مع : مورجان فريمان
لـغـز الـثــقــوب الــسوداء
By : D.Rady & DrMansoob fb/ArabTranslators
: مراجعة علمية DrMansoob
Our Best Wishes -(-( Arab Translators )-)- fb/ArabTranslators