تـرجمة: د.سـامح نـور dr_sameh_nour@yahoo.com
يكافح علماء الكون ضد أعظم ألغاز الكون
الثقوب السوداء
لم نرها مطلقًا
من المستحيل دراستها
ووجودها يتحدّي كلّ ما
نعتقد بمعرفته عن الفضاء
تمثّل الثقوب السوداء الحدود المطلقة
لما نفهمه عن الطبيعة
الحقيقة أننا لا ندري ماهية تلك الأشياء
وكيف تعمل
الثقوب السوداء في قلب علم الكون
ومع ذلك يشكّك بعض العلماء إن كانت حتى حقيقية
تعرض الثقوب السوداء الكثير من المفارقات
وأبسط طريقة لحلّ تلك المفارقات
ألا تتواجد الثقوب السوداء مطلقًا
حلّ ألغاز الثقوب السوداء
يدفع فهمنا للفيزياء
إلى حافة المنطق
لكنها الطريقة الوحيدة لاكتشاف
إن كانت تتواجد الثقوب السوداء بالفعل
-- تـرجمة: د.سـامح نـور -- dr_sameh_nour@yahoo.com
كيف يعمل الكون
هل الثقوب السوداء حقيقية؟
...الثقوب السوداء وحوش الكون
وحوشٌ كونية مرعبة تلتهم ما يواجهها
لكن الثقوب السوداء تُرهب العلماءَ لأسباب مختلفة تمامًا
إنها تناقض نظرياتنا لأبعد الحدود
إنها في طليعة الفيزياء النظرية
عندما يتعلّق الأمر بالطبيعة التفصيلية للثقوب السوداء
فلن يفاجئني إن كنا مخطئين
علم الثقوب السوداء صعب للغاية
بحيث يشكّك بعض العلماء إن كانت تتواجد حتى أم لا
،رغم سمعتها المهيبة
لم نرَ واحدًا منها من قبل
،الثقوب السوداء بكلّ مكان إنها بكافة أنحاء الكون
إنها تنتشر بأرجاء مجرّتنا
لكن لا يعني ذلك سهولة إيجادها
إنها سوداء، والفضاء أسود
وسواد على سواد صعبٌ
رؤيته في صورة الفضاء
هذا متناقض
لاعتقاد العلماء أن الثقوب السوداء مولودة
...في إحدى ألمع الانفجارات في الكون
تنشأ من جثامين النجوم المتفجّرة
الأضخم من شمسنا عدّة مرّات
النجم الذي يحترق لعشرة ملايين عام
ينهار ليُكوّن ثقبًا أسودًا في غضون ثواني
عندما ينهار
فإن المنطقة الخارجية للنجم تصطدم باللب
لتُحدث انفجارًا ضخمًا .. المستعرّ الأعظم
...نرى الانفجار، دون ما يتخلّف منه
لبٌ ميّت، حيث تنسحق كتلة النجم الهائلة
إلى منطقة متناهية الصّغر
من هذا اللب الصغير بالغ الكثافة
يولد ثقبٌ أسود
..سريان الجاذبية قوي للغاية بحيث لا يفلت شيء
حتى الضوء
لكن كيف يدّعي العلماء وجود الثقوب السوداء
ولا نستطيع رؤيتها؟
بوسعك قول مثل ذلك عن وجود الذرّة
علمنا بوجودها لعقود وقرون
قبل أن نرى واحدة بجهاز تصويري ما
ينطبق ذات الشيء مع الثقوب السوداء
عدم رؤيتها لا يعني عدم وجودها
عدم رؤية الثقوب السوداء لكن معرفة وجودها
هو احتمال
كما نعرف بوجود الرياح
دون أن نرى الهواء
الهواء غير مرئي، لكن متى تهبّ الرياح
يمكن قياس تأثيرها
ينطبق ذات الأمر مع الثقوب السوداء
يجب أن تعرف ما تبحث عنه
رغم أنها لا تُشعّ ضوءًا من ذاتها
فإن الثقوب السوداء مصادر ضخمة للآشعة السينية
لأنه عندما تقترب الأشياء من الثقب الأسود
تقوم الجاذبية بتسريعها
وقد تَسخن لملايين الدرجات
الغاز المسخّن لمليون درجة يُصدر الكثير من الآشعة السينية
للعثور على تلك الآشعة السينية الواضحة وقياسها
لجأ العلماء لمقراب "نوستار" الفضائي
في 2017، رصد انبعاثًا من الآشعة السينية
،"في عنقود يسمّى "الطوقان-47
في حافة درب التبّانة
عندما قام العلماء بتحليل البيانات
أدركوا أنهم ينظرون إلى جسمين
يدوران على مقربة من بعضهما
كلّ ما نراه وجود نجم تمزّق إربًا
وغاز يتلولب إلى جسم بالغ الكثافة والسواد
فشيء غريب يحدث إذًا
بينما يضمّ أحدهما المادّة من الآخر
يجعله يُصدر آشعة سينية
ويمكن استخدام تلك الآشعة السينية لنتعقّب المدارات
ولهذا السبب نستنبط الكتلة
عندما يعرف العلماء
حجم وكتلة الجسمين
يجدون أن الأول هو الجثمان المتلاشي
لنجم شبيه بالشمس
ورغم أن الجسم الآخر صغير
فلديه كتلة عملاق
أهذا ثقبٌ أسود متواري؟
ما نتكلم عنه هو جسمٌ
عملاق للغاية، وصغير للغاية، وكثيف للغاية
بجاذبية شديدة
لكن يتّضح وجود العديد من الطرق المختلفة
لتخليق جسم كهذا
هناك نوع آخر من الأجرام بالغة الكثافة هناك
في الكون، يسمّى النجم النيوتروني
تتكوّن النجوم النيوترونية بنفس طريقة تكوين الثقوب السوداء كما نعتقد
عندما يموت النجم، يتفجّر
لكن ينهار إلى كرة صغيرة من المادّة
الشدّ الجذبي للنجم النيوتروني هائل
يشدّ الغاز والغبار والكويكبات
لكن يستطيع الضوء الإفلات
الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية أقرباء
لكن في حالة النجم النيوتروني
لا يمتلك كتلة كافية لينهار خارج السيطرة
فتفكّرون به كجرم يتخلّف
عن الانهيار إلى ثقب أسود
"الجسم الصغير الذي اكتشفه "نوستار
لديه كتلة ضخمة
لكن الحجم والكتلة وحدهما
لا يكفيان لإثبات كونه ثقب أسود
يحتاج علماء الكون المزيد من الأدلّة
لا يتمكّنون من رؤية الثقوب السوداء لكن هل هناك طريقة أخرى؟
ماذا لو أمكنهم سماعها؟
تخيّلوا عربتين ضخمتين تصطدمتان
عندما تصطدمتان فتشعّان صوتًا
ويمكن حينها معرفة حدوث الاصطدام
وربما حتى مسافته
ينطبق ذات الأمر مع اصطدام الثقوب السوداء
بالإنصات إلى اصطدام ثقب أسود
فهل يثبت العلماء وجودها بصورة نهائية؟
الثقوب السوداء هي العمالقة الجذبية للكون
لكننا لم نعثر سوى على أدلة غير مباشرة
على وجودها
لتحقيق دليل قاطع
يُنصت علماء الكون بحثًا عن برهان
في العالم الخفي للموجات الجذبية
هناك موجات جذبية تمرّ عبر هذ الغرفة
كافة الوقت
في كلّ مرّة أحرّك يديّ كما فعلتُ
أصنع موجات جذبية
المشكلة أن الجاذبية ضعيفة للغاية
بحيث لا تشعرون بتلك الموجات الجذبية
لرصد الاضطرابات في الزمان والمكان
يجب حدوث أحداث كارثية
تشتمل أجسامًا ضخمة
الثقوب السوداء إحدى أكثف الأجسام في الكون
فينبغي أن نتمكّن من سماع وقياس الموجات
التي تصنعها متى تتصادم
ليغو"، مرصد الأمواج الجذبية بالتداخل الليزري"
يُنصت للأمواج التي تأتي
من مسافة تناهز بليون سنة ضوئية
في 2017، سمع "ليغو" اصطدامًا هائلاً
جسمان بالغان الضخامة
تصادما بسرعة الضوء تقريبًا
في إحدى أنشط الأحداث
التي لم نشهدها قط في تاريخ البشرية
جسمان بالغان الثقل، بالغان الكثافة يتلولبان حول بعضهما
قاما بقذف موجات جذبية قوية عبر الفضاء
كلما سقطا بمقربة من بعضهما
زادت الطاقة الجذبية التي يقذفانها
يتصادمان في النهاية
في إحدى أعنف الأحداث في الكون
أرسل الاصطدام موجات جذبية هائلة
تتموّج عبر الفضاء بين المجرّي
حتى يرصدها "ليغو" في النهاية
الإنصات لموجة جذبية
كالإنصات لآلة موسيقية
لو أصدرَت نغمات معيّنة أو اهتزازات معيّنة
،يمكن معرفة الآلة الموسيقية
،نوع الآلة الموسيقية
ومن يعزف الآلة الموسيقية
"المدهش حيال رصد "ليغو
أنه سمح لنا بقياس كتلة تلك الأجرام
وسرعة التحامها معًا
فلدينا فكرة عن مدى كثافتها
وبالفيزياء الحديثة نقول
أنه ينبغي أن يكون ثقبًا أسودًا
لكن السؤال، هل فوّتنا شيئًا؟
المعلومات التي جمعها "ليغو" ثورية
لكن يعتقد بعض العلماء أن الموجات الجذبية
ربما لم تأتِ من ثقوب سوداء
لكن من شيء أكثر غموضًا
من الممكن أن ما نميّزها كثقوب سوداء
"في الكون هي جسم آخر كـ"غرافستار
من الممكن، وأؤكّد على كلمة ممكن
غرافستار" ما يدعوه العلماء جسم مكتنز غريب"
هذا الجسم الافتراضي الغريب له ذات الكتلة
والشدّ الجذبي للثقب الأسود
لكن يتألف من مادّة غريبة
من المحال رؤية "غرافستار" بالعين المجرّدة
لكن لأنه يتكوّن بطريقة مختلفة عن الثقب الأسود
فلديه سطح غريب بالغ الكثافة
في تكوين ما نعتقده كثقب أسود
الانهيار الجذبي الكارثي لجسم كثيف
ربما لم يكتمل انهياره
ليصير نقطة غير متناهية الكثافة
ربما يوجد بالمقابل تفاعلاً
يمنع تكوين الثقب الأسود
وبالمقابل تتكوّن كرة كثيفة صغيرة كثّة
"والتي ندعوها "غرافستار
فربما تكون بيانات "ليغو" بصمة
اصطدام ثقبين أسودين، لكن قد تكون أيضًا
"بصمة اصطدام جسمين من "غرافستار
لا يمكننا التفريق بينهما حاليًا
حتى الآن، أوصلتنا الموجات الجذبية لنهاية مسدودة
في البحث عن الثقوب السوداء
لا نتأكّد بالكامل إن كنا نسمعها
ونعلم بالفعل أننا لا نستطيع رؤيتها
لكن ماذا عن الاضطراب التي تخلّفه؟
رغم عدم استطاعتنا رؤية ثقب أسود
فإنه يخلّف أثرًا تدميريًا
وهذا نستطيع رؤيته
بانتقاء مسرح جريمة كونية
أيمكن أن يحلّ العلماء أخيرًا لغز الثقوب السوداء؟
"هذا عنقود مجرّة "الشجاع-أ
يبعد 840 مليون سنة ضوئية عن الأرض
إنها منطقة في السماء تعجّ بالمجرّات
وغاز كثيف بين المجرّات
لكن تحدث هنا قوّة تدميرية ضخمة ومظلمة
وتلك الثقوب المتفجّرة في الغاز
أضخم من درب التبانة
أيمك أن يكون المسؤول ثقبًا أسودًا؟
وكأنها قنبلة بين مجرّية انفجرت
لتنسف تلك التجاويف
بعض تلك التجاويف بعرض
عشرات وحتى مئات السنوات الضوئية
وتكوين تجويف بتلك الضخامة
يحتاج مصدرًا هائلاً للطاقة
محرّكٌ قوي يسوقها
لاكتشاف ما يصنع التجاويف
يُدمج العلماء الصور الملتقطة بمختلف الأطوال الموجية
ويكتشفون شيئًا مذهلاً
نُحتت التجاويف بانبعاثات هائلة
تنبعث من مجرّة في مركز العنقود
عندما تتدفّق الانبعاثات من المجرّة
فتصطدم بالمواد المحيطة
وتُكوّن موجة صدمية يمكننا رؤيتها
وفي النهاية، يوسّع الانبعاث فقاعة .. تجويفًا
ويكبر التجويف بنفخه
ببلازما كثيفة ساخنة تنقذف من هذا الانبعاث
تلك الانبعاثات بالغة الضخامة والقوّة
وكأن هذا نجم الموت لكنه حقيقي
إنها طاقة كبيرة للغاية
أكثر ما يُتطلّب لتفجير كوكب
تتكوّن أشلاء كهذه
بطاقة ثقب أسود بالغ الكثافة
في صورة نجم زائف
الثقوب السوداء بالغة الكثافة
تعادل ملايين وحتى بلايين كتلة الشمس
قد تكون بالغة الشراهة
تلتهم كميات ضخمة من المادة
بينما يتلولب الغاز والغبار باتجاه ثقب أسود بالغ الكثافة
تحكّ ببعضها لتُحدث احتكاكًا
يسخّن الموادّ لملايين درجة فهرنهايت
الحقل المغناطيسي حول الثقب الأسود
يشكّل المواد إلى انبثاقين متماثلين
يدوران بسرعات هائلة
لمئات ملايين السنوات الضوئية
فيولد نجم زائف
الانبعاثات التي تقذفها الثقوب السوداء ليست
عالية الطاقة وحسب، بل كثيفة أيضًا للغاية
يُصدر النجم الزائف طاقة أكثر من أي جسم آخر
تلك النجوم الزائفة قوية للغاية
لتقوم بتبخير الأجسام التي تصطدمها
إنها آشعة مميتة من الفضاء
إنها تبدو كأجسام خيالية
لتوليد تلك الطاقة الكبيرة
فما نوع العملية الفيزيائية التي تحتاجها؟
والإجابة الوحيدة التي لدينا هي ثقب أسود عملاق
الانبعاثات
دليل قوي
على وجود الثقوب السوداء
القوة الرائعة للثقب الأسود
تفسّر التجاويف الغامضة الشاسعة
"في العنقود المجرّي "الشجاع-أ
هل حُلّت القضية إذًا؟
أيمكن أن نقول نهائيًا أن الثقوب السوداء حقيقية؟
رغم وجود دليل قوي على الثقوب السوداء
يجب أن نستمرّ بالتساؤل إن كانت حقيقية أم لا
كعالم، لدىّ أسئلة لا أستطيع إجابتها
بخلاف إجابات لا أستطيع إيجاد سؤال لها
ثمة سؤال يناضل العلماء لإجابته
كيف تعمل الثقوب السوداء؟
هل العقول العظيمة لعلماء الكون في خطر الفشل؟
هناك تفاصيل دائمة
لا نزال نحتاج لمعرفتها
هذا ينطبق على الثقوب السوداء حاليًا
والعديد من المشاكل ضخمة
مثل كيف تتواجد وكيف تتصرّف؟
أعني أننا نرى أن الرياضيات لا تُجدي
فثمّة معضلة هنا
لإظهار أن الثقوب السوداء متواجدة
يحتاج العلماء حلّ الرياضيات
إن لم يستطيعوا
فقد يفشلوا في برهنة تواجد الثقوب السوداء
يقول علماء الكون أن الكون يعجّ بالثقوب السوداء
الضخمة والصغيرة
لكن دليل وجودها غير حاسم
حتى لو تواجدت تسعة أجزاء من عشرة من دليل وجود
الثقوب السوداء، فلا يزال يوجد جزء ناقص من الدليل
قد يفتح احتمالية
عدم تواجد الثقوب السوداء
ينظر الخبراء بالمقابل إلى العلم الافتراضي
لكيفية عمل الثقوب السوداء
يُعتقد أن لها لبًا منهارًا بالغ الكثافة
لنجم في مركزها
حوله مجال معروف بأفق الحدث
مكان تُخرق فيه قواعد الفيزياء
أفق الحدث، بشتّى السبل
أجزاء من ثقب أسود مقطوعة عن باقي الكون
ما يدخل لا يخرج أبدًا
وكأنه خط خفي في الفضاء
عندما تحاول الانعطاف والمغادرة
تدرك وقتها أنك لن تهرب
نظرية "آينشتاين" للنسبية العامة
ما تخبرنا أنه لا يهرب شيءٌ من الثقب الأسود
تلك القواعد
تحكم أجسام الكون الضخمة
المجرات، والأنظمة النجمية والكواكب
النسبية العامة هي نظرية "آينشتاين" للجاذبية
إنها النظرية الشاملة
التي تصف كلّ ما نعرفه عن الجاذبية
وكيف يعمل الكون على النطاقات الكبيرة
لكن يدور الكون على نطاقات صغيرة أيضًا
كل ما في الكون، بما فيه نحن
يتألف من أجزاء صغيرة من المادة
تحكمها مجموعة قوانين أخرى
معروفة بمكانيكا الكم
ميكانيكا الكم تسمح لكم بالفهم
على المستويات الصغيرة
أصغر مقاييس بناء كوننا
تتواجد المواد الغريبة في العالم الكمّي
تتحدّى كل حدس
وإحدى أغرب الأشياء التي قد تحدث لو كان لديك
خواء الفراغ الذي يصنع الجسيمات
في العالم الكمي
قد تنشأ الجسيمات الصغيرة تلقائيًا
تنجذب لبعضها كالمغناطيس
لكن عندما تتصادم، تُمحي بعضها
لديك جسيمان، ينشآن من الفراغ
ويُبادان بسرعة
لا يخرق ذلك أي قاعدة
في منطقة الثقب الأسود
تتعقّد الأشياء
الجاذبية بالمعتاد ضعيفة للغاية
على أن تؤثّر على الجسيمات في العالم الكمّي
لكن الفيزيائي البريطاني "ستيفن هوكينغ" افترض
أنه عند أفق الأحدث لثقب أسود
لا تنطبق القوانين الطبيعية
"أدرك "ستيفن هوكينغ
أنه عند وجود جسيمين
نشآ عند حافة ثقب أسود
وسيق أحدهما للثقب الأسود
فيُدفع الآخر ليصير
جسيمًا حقيقيًا في كوننا
لكي يقوم بذلك، فإنه يستقي طاقة من الثقب الأسود
وفي تلك الآلية
تفقد الثقوب السوداء كتلة ببطء على مدار الوقت
بفرضية "هوكينغ"، نرى
أن الثقوب السوداء ستتلاشى في النهاية
وكان هذا تحوّلاً كاملاً في اعتقادنا عن الثقوب السوداء
"طبقًا لـ"هوكينغ
عندما لا تقوم الثقوب السوداء بأكل المادة
تتقلّص بشعّ إشعاع حراري أو حرارة
في تلك العملية
سيتبخّر الثقب الأسود في النهاية تمامًا
وهذا يصنع مشكلة للعلماء
كل ما في الكون
من الذرات للكواكب لمركبات الفضاء
تحمل معلومات عن ماهية تكوينها
ومدى سرعتها وأين كانت
تنصّ قوانين الفيزياء
أن تلك المعلومات لا تُفقد من الكون
ولابدّ أن ينطبق ذلك على الثقوب السوداء
فلو مرّ جسم عبر
أفق الحدث لثقب أسود
فكافة المعلومات عن هذا الجسم
تصير جزءًا من الثقب الأسود ذاته
متى تسقط فلن ترى سوى ثقب أسود أكثر ثقلاً
ولن تعرف ما سقط مالم تشاهده
هذا لا يخرق قوانين الفيزياء
لكن لو استمرّ الثقب الأسود بالتلاشي
والتلاشي والتلاشي بالإشعاع الحراري
ثمّ يختفي
فلن تجد بعدئذ سوى الإشعاع الحراري
لا توجد معلومات، حتى من ناحية المبدأ
عما سقط
وتلك المعلومات
هي ما تقول ميكانيكا الكم أنها لا تضيع
الإشعاع الحراري الصادر من الثقب الأسود
لا يحتوي على معلومات
إنه سجلّ فارغ
لو استمرّ هذا حتى يتبخّر الثقب الأسود
فستُفقد كافة المعلومات بالكامل
عندما يختفي الثقب الأسود
لو اختفت تلك المعلومات
فستُخرق قوانين مكيانيكا الكمّ
ولا نعلم بعد كيف نحلّ هذا التناقض
نحاول الجمع بين مكيانيكا الكم والنسبية
وفي أول مرة قمنا بذلك
حدثت فوضى كبيرة شكّكت
في الافتراضات الجوهرية عن طريقة عمل الكون
فهذه مشكلة
تعرف المشكلة بمفارقة المعلومات
ولو أراد العلماء البحث عن إجابة لها
فيجب عليهم توحيد نظريتَين
النسبية العامة، قواعد الأجسام العملاقة
وميكانيكا الكم، قواعد الجسيمات الصغيرة
والأمر محال حتى الآن
أكبر شيء محرج في الفيزياء
أنّ لدينا هاتان النظريتان
النسبية العامة التي تصف الأجسام الكبيرة
وميكانيكا الكم التي تصف الجسيمات الصغيرة
لا يجتمعان
تعلم الطبيعة ما تفعلها
لكن ليس لدينا تفسيرٌ موحّد
في العقود القليلة الماضية
عند محاولتنا لوصف الثقوب السوداء كاملة
كلما أنجزنا المزيد من العمل
حصلنا على الكثير من الفوضى
سيحتاج الأمر لعقل بارز
لحلّ ذلك
ربما يوجد الحلّ مع شخص
لدى الثقب الأسود التقليدي أفق حدث صدفي
لا يفلت شيء وراءه
وطبقًا لمفارقة المعلومات
تُفقد المعلومات عندما يتبخّر الثقب الأسود
لكن ثمّة نظرية ثورية مذهلة
ماذا لو امتلك الثقب الأسود شَعرًا؟
ما يشير إليه "هوكينغ" ومساعدوه
أنه قد يحوي الثقب الأسود شعرًا ليّنًا
ولو صحّ ذلك فقد تكون طريقة
لتغليف كافة المعلومات
التي تدخل الثقب الأسود
يفترض العلماء أن ما يُدعى بالشعر
يخزّن المعلومات بطريقة ما
لأي ما يسقط داخل الثقب الأسود
ثم تُطبع المعلومات
على الإشعاع الحراري المنبعث عندما يتبخّر الثقب الأسود
تلك الثقوب السوداء المُشعرة تحل مفارقة المعلومات
لكنها نظرية بالكامل
هذه أفكار جديدة
ولا يزال يحاول الناس معرفتها
فمن الصعب إعطاء تفسير جيّد
...لشيء
هذه نظرية يتمّ افتراضها
يعمل الناس على ذلك الآن
حلّ مفارقة المعلومات
يدفع العلم لأقصى حدوده
لكن ثمّة مشكلة أكبر
تقبع بقلب الثقب الأسود
المشكلة الكبيرة حول فكرة الثقوب السوداء
أنه يوجد في مركزها ما ندعوه بالتفرّد
عند منطقة التفرّد، لدى المادّة كثافة غير محدودة
ويتقوّس المكان
هذا لا يشبه شيئًا من الفيزياء
لا تتواجد التفرّدات في الطبيعة
وعندما تتواجد في الرياضيات
فتلك إشارة على خطأ ما تقوم به
أنك غير كامل
إنها ككلمة لاعنة
والطبيعة الأم لا تحبها عندما نلعن بها
لاستكمال الرياضيات وفهم الثقوب السوداء
يتشبّث علماء الكون
بإحدى أذهل مفاهيم العلم
اللانهاية
..الثقوب السوداء يُعتقد أنها
جزء أساسي من الكون
لكن لا يكفاح العلماء
لشرح كيف تعمل وحسب
بل يناضلون لإثبات حتى وجودها
لذا لدى الثقوب السوداء بعض المشاكل
كلّ مرة نفكّر في شيء
بعض الحلول الرياضية المبدعة
لوصف الثقوب السوداء بالكامل
فإنها تتحطّم ولا نحرز أي تقدّم
لا نقوم بتنبّؤات موثوقة
حيث لا نتمكّن من مقارنتها بالملاحظات
ما الحل؟
لا نعلم
يجد العلماء
أن النسبية العامة وميكانيكا الكم
تختلاّن عند حافة الثقب الأسود
لكن داخل الثقب الأسود قد تصير الأمور أكثر غرابة
عندما ينهار نجم عملاق محتضر
تهوي كتلة النجم، وتستمرّ كذلك
لتنسحق لنقطة متناهية الصغر
هذا ما يسمّى بالتفرّد
التفرّد مقلق
فرغم أنه يبدو رائعًا وعلميًا
فليس سوى عالم من الخيال
لا يوجد دليل لما يحدث هنا
الطريقة التي يصف بها الفيزيائيون الثقوب السوداء عندما تتكوّن
تأخذ كمية محددة من الكتلة
ثم تسحقها
فيتقلص حجمها حتى الصفر
لكن هذا يعني أن لديها كثافة وجاذبية غير متناهيين
وهذا غير معقول
لو قمت بتنبّؤ وكانت الإجابة لانهائي
فيخبرك بوجود خطأ بتنبّؤك
لأننا لم نر اللانهائي في الكون حتى اليوم
ميكانيكا الكم في قلب المشكلة مجددًا
"هل فكرتم قبلاً في مصطلح "ميكانيكا الكم
وفكرتم في معنى الكلمتين؟
كل ما بالكون
يتجزّأ إلى وحدات صغيرة
هناك وحدة أساسية للطاقة، ووحدة للوقت
وحتى وحدة للفضاء لا يمكن أن تنقسم مجددًا
هناك حدّ لمدى صغر الأشياء
أصغر وحدة للفضاء في الكون
ما هو معروف بطول بلانك
لو أخذتم شعرة إنسان
ونفختوها لعرض الكون المنظور
فسيكون طول بلانك قرابة واحد من أربعة آلاف من البوصة
لو كان هناك حدّ عالمي على أصغر حجم
فالشيء لانهائي الصغر لا يتواجد
إن لم توجد اللانهاية، فلن تتواجد التفرّدات
وإن لم تتواجد التفرّدات
فنظرية "آينشتاين" للنسبية العامة
ليست صحيحة
أبسط ما تفعله أن تقول
لنختار معادلات جديدة
لنغيّر نظرية "آينشتاين" عن النسبية بطريقة ما
"لنخترع ما نسميه "الفيزياء التأملية الغريبة
قادت الفيزياء التأملية العلماء لابتكار
فكرة نجم بلانك
لو مررت بجانب أحدها في الفضاء
فسيبدو كثقب أسود
لكن لا يحتوي نجم بلانك على تفرّد عند لُبّه
لربما لا تنسحق الأشياء
إلى أقل ّ من طول بلانك
لربما انتهيت إلى شذرة بحجم بلانك
تعمل على استقرار الأشياء، وتحافظ عليها محدودة
بينما يقع التفرّد بمركز الثقب الأسود
فالشذرة بحجم بلانك بمركز نجم بلانك
نجم بلانك مثل الثقب الأسود
عدا أنه يعمل طبقًا لقواعد مكيانيكا الكم
المشكلة أن نجم بلانك نظرية شاذة أخرى
سبب وجود العديد من البدائل الغريبة
للثقوب السوداء أنه يمكنك كتابة العديد
من مختلف أنواع المادة الجديدة الغامضة غير المسلّمة
وتقول افترض وجود هذا النوع الغريب من المادة
وحينها قد يفسّر البيانات
المشكلة عدم وجود دليل
على وجود أي من تلك المواد
يُبدع العلماء
متى يحاولون إثبات وجود الثقوب السوداء
تصوّروا أجسامًا غريبة، واستخدموا حلولاً التفافية شاذة
لكن ثمّة نظرية للثقوب السوداء هي الأغرب
ماذا لو كنا نعيش داخل إحداها؟
قد يكون أذهل شيء
إن كنا نعيش داخل ثقب أسود
والغريب أنه قد يحدث
قد يكون صائبًا
الثقوب السوداء مليئة بالثقوب النظرية
يقول العلماء أنها موجودة لكن لا نراها
تقول الرياضيات بوجود التفرّد بلُبّ الثقب الأسود
لكنها لا توجد في الطبيعة
القواعد التي نستخدمها لفهم الكون
يبدو أنها لا تنطبق على الثقوب السوداء
فما الذي سيخلّفه لنا هذا؟
ربما ثقب أسود تقليدي
بأفق حدثٍ وصفته النسبية العامة
ربما ليس الوصف السليم للفيزياء
قلّة الفهم
يفتح الباب لنظريات غريبة
تقصد إظهار أن الثقوب السوداء تتواجد
لكن تبرز فكرة هي الأغرب بينها
في فهمنا للكون
ثمّة مكانان تتحطّم فيه كل شيء
أحدهما داخل قلب الثقب الأسود
والآخر ما حدث قُبيل الانفجار العظيم
وتساءل البعض
عن إمكانية ارتباط هذين الأمرين
يبدو الأمر جنونيًا، لكن ثمّة نموذج
يمكن الجمع فيه
أن كافة ملاحظاتنا للكون
تتلاءم بالكامل
بأن نكون داخل ثقب أسود
كيف يجري ذلك؟
يُفترض أن يحظى الثقب الأسود
بمنطقة صغيرة كثيفة عند لُبّه
تحتوي على تريليونات وتريليونات الأطنان من المادّة
هناك نظرية تفترض أنه متى تنسحق المادة
إلى مركز الثقب الأسود، فإنها تصل لنقطة
حيث لا يمكنها أن تنسحق أكثر
حدثٌ كهذا قد يؤدّي إلى انفجار عظيم
عندما تصل المادة المنسحقة في الثقب الأسود لأقصى كثافة
فإنها ترتدّ
وتتوسّع للخارج في انفجار كارثي
تبرد المادة تدريجيًا بمرور الوقت لتكوّن الذرات
فتبني المجرات والنجوم والكواكب
لو بدا ذلك مألوفًا
فلأنه كالكون الذي نراه اليوم
هذه نظرية عن كيفية تكوين كون مثل كوننا
أننا نعيش جميعًا داخل ثقب أسود
نشأ بتلك الطريقة
داخل مجرتنا وحدها
هناك عشرات الملايين من الثقوب السوداء
وتخيّلوا أنه بداخل كل واحدة منها
كون وليد يوشك أن يولد
هذا مذهل
هل نحن بداخل ثقب أسود يتواجد في كون
به ثقوب سوداء أخرى بها أكوان أخرى
تتواجد داخل ثقب أسود؟
تستمرّ وتستمرّ وتستمرّ إلى أبد الآبدين
مجددًا، كل ذلك نظري
لكنها نظرية مفروضة
أعني هل نتواجد بالفعل داخل ثقب أسود؟
لا أعرف، لكن
عندما أجلس أحيانًا في الزحام أنتظر العودة للمنزل
أشعر وكأن الوقت يطُول لانهائيًا
أعتقد أنه لا يجب أن تقلقوا ليلاً
تتساءلون إن كنا داخل ثقب أسود
الإجابة، ربما لا
لكن لأن الثقوب السوداء في أقصى حدّ
ما نفهمه عن الطبيعة
فقد تكون توضيحًا مناسبًا
لكل مالا نعرفه عن الكون
ولا نعرف الكثير
فما الذي نعرفه؟
لا نرى الثقوب السوداء
نرى دليلاً غير مباشرٍ عليها
إنها تخرق قوانين الفيزياء التي تتنبّأ بها
قد تكون حتى مُشعرة
هل تتواجد إذًا؟
سأخبركم أنه حاليًا في الفيزياء الحديثة
لا توجد لدينا فكرة عما يجري
داخل قلب الثقب الأسود
سواء تواجدت الثقوب السوداء أم لا
الشيء الرائع أن الفيزياء تأخذنا الآن
لمسارات لم نتصوّرها مطلقًا
نقص دليل كيفية عمل الثقوب السوداء
ليس دليلاً على عدم وجود الثقوب السوداء
إنه دليل على نقص الفهم
لو سألتموني على ما أعتقده
سأخبركم أني لا أؤمن بوجود الثقوب السوداء
أؤمن بشيء يتصرّف كالثقوب السوداء
قد تكون كافة الأجرام في كوننا
التي نميّزها كثقوب سوداء
ليست في الحقيقة بثقوب سوداء
لكن لو قمنا برهان فسأراهن على الثقوب السوداء
أعتقد أنها أبسط تفسير
بها مشاكل عديدة علينا حلّها
لكن أؤمن بوجود الثقوب السوداء
سواء كانت ما نراه
فتبدو رائحتها كالثقوب السوداء
تسير كالثقوب السوداء، وتصيح كالثقوب السوداء
إنه ثقب أسود
حاليًا، الثقوب السوداء أبسط تفسير
لما نراه هناك
لكن لو وجدنا طريقة لتوحيد نظرياتنا
فقد نبرهن في النهاية على وجودها
ونكتشف المزيد عن كيفية عمل كوننا
تـرجمة: د.سـامح نـور dr_sameh_nour@yahoo.com