ثقب أسود.. ناسا تكشف سيناريو السقوط في العمق المظلم

الثقوب السوداء وتجربة السقوط داخلها من أكثر الظواهر الكونية غموضًا التي تحظى باهتمام واسع؛ حيث أوضحت وكالة ناسا تفاصيل مذهلة حول هذه التجربة التي تكشف أسرارًا فيزيائية عميقة. تتشكل الثقوب السوداء عند انهيار نجوم ضخمة تفقد وقودها النووي، فتتكون مناطق جاذبيتها هائلة لدرجة تمنع الضوء وكل ما يصادفها من الهروب، ما يجعلها غير مرئية بالرغم من ضخامة حجمها أحيانًا.

أنواع الثقوب السوداء وتجارب السقوط داخلها وتأثيراتها الفريدة

تتنوع الثقوب السوداء في الطبيعة والحجم، وتشمل عدة أنواع رئيسية تؤثر على الطريقة التي تتم بها تجربة السقوط داخلها؛ فالثقوب السوداء النجمية تنتج عن انهيار النجوم الضخمة بعد انفجارها كسوبرنوفا، وهي شائعة نسبيًا ضمن الكون. أما الثقوب السوداء فائقة الكتلة فتوجد في مراكز المجرات، ويصل حجمها إلى ملايين أو مليارات أضعاف كتلة الشمس، ولها دور بالغ الأهمية في تشكيل وتطور المجرات. بينما الثقوب السوداء المتوسطة يُعتقد بأنها ناتجة عن اندماج ثقوب أصغر أو انهيار تجمعات نجمية ضخمة، ما يجعلها حلقة وصل بين النوعين السابقين، وتساهم في غموض تجربة السقوط داخلها بشكل كبير.

• الثقوب السوداء النجمية: نتيجة انهيار نجوم ضخمة بعد انفجار سوبرنوفا.
• الثقوب السوداء فائقة الكتلة: موجودة في مراكز المجرات وتتميز بكتلة هائلة.
• الثقوب السوداء المتوسطة: تشكل حلقة وصل بين الثقوب النجمية وفائقة الكتلة.

الخصائص الفيزيائية لتجربة السقوط في ثقب أسود وتأثير الجاذبية والزمن

يتسم الثقب الأسود بتكوين مركزي يُعرف بالتفرد، حيث تتوقف فيه القوانين الفيزيائية التقليدية بسبب كثافة لا نهائية، ويحاط بأفق الحدث الذي يمنع أي جسم من العبور والعودة منه. عند اقتراب أي جسم من هذا الحد، تزداد قوة الجاذبية بشكل هائل، مما يشوه الإدراك الزمني والمكاني، فتتسارع المواد المحيطة لتكوّن قرصًا دوارًا شديد الحرارة يصدر أشعة إكس وإشعاعات متنوعة، فيما يعاني الجسم القادم من تمدد طولي يُعرف بظاهرة “السباغيتي”، حيث تكون قوة الجاذبية على القدمين أكبر بكثير من الرأس.

من منظور المراقب الخارجي، يبدو الجسم وكأنه يبطئ حركته تدريجيًا عند أفق الحدث، ويتجمد ظاهريًا قبل أن يعبره، في حين يشعر الجسم نفسه بتدفق طبيعي للزمن ويرى الكون الخارجي يتسارع بشكل مدهش، وبعد عبور هذا الحد تصبح العودة مستحيلة، ويستمر السقوط نحو التفرد، مع احتمالية وجود طاقات هائلة تحرق كل ما يقترب من المركز حسب بعض النظريات.

أحدث الاكتشافات والمحاكاة حول تجربة السقوط في الثقب الأسود ودورها في فهم الكون

شهد عام 2019 إنجازًا غير مسبوق عندما تمكن تلسكوب أفق الحدث من التقاط أول صورة ظلية لثقب أسود هائل في مجرة Messier 87، لتفتح آفاقًا جديدة في دراسة هذه الظاهرة الغامضة. كما أجرت ناسا مؤخرًا محاكاة متقدمة لسقوط جسم في ثقب أسود فائق الكتلة يعادل 4.3 ملايين ضعف كتلة الشمس، وهو القريب من الثقب الأسود في مركز مجرتنا درب التبانة؛ وذلك باستخدام حاسوب خارق استغرق خمسة أيام، مع استهلاك منخفض للطاقة 0.3% فقط. تُعد هذه الدراسات محورًا أساسيًا لاستكشاف حدود الفيزياء وفهم طبيعة الجاذبية والزمن في الظروف القصوى، حيث يستمر العلماء في سعيهم لتفسير الأسرار المخبأة داخل الثقوب السوداء.

تشكل دراسة الثقوب السوداء رحلة مستمرة لفهم الحدود القصوى للجاذبية والزمن، حيث يبقى الغموض يحيط بالكثير من جوانب تجربة السقوط داخل الثقب الأسود، مما يدفع العلماء لاستمرار البحث والتطوير في هذا المجال الحيوي.