كيف تتشكل الثقوب السوداء؟

هناك شيء رائع حول الثقوب السوداء.

ربما لأنها أشياء غير مرئية توجد في الفضاء وتمزق النجوم المارة إلى النصف وتنثر بقاياها.

وما تزال هذه الأجسام الكونية الغريبة تجذب العلماء والعامة على حد سواء.

ولكن من أين تأتي الثقوب السوداء؟ كيف تتشكل؟ وما الذي يعطيها مثل هذه القوة الهائلة المدمرة؟

قبل أن نتمكن من الإجابة عن ذلك، علينا أن نسأل سؤالًا أكثر جوهرية: ما هو الثقب الأسود؟

قال عالم الفيزياء الفلكية نيتا باهكال من جامعة برينستون في نيوجيرسي لساينس لايف أنه في الأساس الثقب الأسود هو شيء أو نقطة في الفضاء حيث تكون قوة الجاذبية قوية لدرجة أنه لا يمكن لأي شيء أن يفلت منها، حتى يتم امتصاص موجات الضوء، وهذا هو السبب في تسمية الثقوب سوداء.

تنشأ هذه الأجسام الغريبة مثل طائر الفينيق الذي ينبع من رماد النجوم الميتة.

عندما تصل النجوم الضخمة إلى نهايات حياتها، فإن الهيدروجين الذي يندمج مع الهليوم يكاد ينضب.

لذا تبدأ هذه النجوم العملاقة في حرق الهيليوم، حيث تدمج الذرات المتبقية لتشكل عناصر أثقل، حتى تشكل الحديد الذي لم يعد اندماجه يوفر طاقة كافية لدعم الطبقات الخارجية للنجم، وفقًا لجامعة سوينبيرن للتكنولوجيا في مركز أستراليا للفيزياء الفلكية والحوسبة الفائقة.

تنقسم هذه الطبقات العليا إلى الداخل ثم تنفجر على شكل انفجار قوي ومشرق يسمى سوبرنوفا (مستعر أعظم) ومع ذلك يبقى جزء صغير من النجم.

تتنبأ معادلات ألبرت أينشتاين في النسبية العامة أنه إذا كانت كتلة هذه البقايا تساوي ثلاثة أضعاف كتلة شمسنا، فإن قوة الجاذبية القوية لبقايا النجم سوف تطغى على كل شيء آخر، وسيتم سحق المادة التي صنعت منها إلى نقطة صغيرة بلا حدود ذات كثافة غير محدودة، وفقًا لناسا.

لا تستطيع قوانين الفيزياء المعروفة في الواقع التعامل مع هذه اللا نهاية، وقال باهكال أنه في مرحلة ما يحدث الانهيار ولا نعرف حقيقة ما يحدث.

إذا كانت هذه البقايا النجمية وحدها، فإن الثقب الأسود عادة لا يفعل الكثير. ولكن إذا كان الغاز والغبار يحيطان بالقطعة، فسوف يتم امتصاص هذه المادة في فوهة الثقب الأسود، ما يخلق اندفاعات مشرقة من الضوء مع ارتفاع حرارة الغاز والغبار التي تدور حولها مثل المياه المتدفقة.

وقال باهكال إن الثقب الأسود سيدمج هذه الكتلة مع كتلته، ما يسمح بنموه أكثر.

إذا اجتمع ثقبان أسودان، فستستقطب الجاذبية القوية كلًا منهما وسيقتربان أكثر فأكثر، وسيدوران حول بعضها البعض. وستهز محصلة كتلتهما نسيج الفضاء، وستطلق موجات الجاذبية.

في عام 2015، اكتشف علماء الفلك مثل هذه الموجات عن طريق مرصد الجاذبية الليزري لقياس التداخل لموجات الجاذبية (LIGO).

وقال باهكال أن تلك المرة كانت الأولى التي نرى فيها بالفعل ثقوبًا سوداء ونؤكد أنها موجودة، مضيفًا أن النتائج كانت أيضًا بمثابة دليل جديد لمعادلات أينشتاين.

عثر العلماء على أدلة غير مباشرة على وجود ثقوب سوداء من قبل، وشاهدوا نجومًا في مركز مجرتنا درب التبانة تدور حول جسم غير مرئي ضخم.

ويقول باهكال أن مثل هذه الثقوب السوداء الضخمة التي يمكن أن تكون كتلتها تساوي كتلة المليارات من كتلة الشمس هي مسألة صعبة.

يعتقد الباحثون أن هذه الثقوب السوداء الفائقة الكتلة كانت ذات يوم أصغر بكثير، وشكلت فتحات سوداء أصغر في الأيام الأولى من كوننا.

على مدى عمر الكون، امتصت هذه الأجسام الغاز والغبار واندمجت مع بعضها البعض لتنمو، وينتهي بها المطاف كوحوش هائلة. لكن باهكال قال إن الكثير من التفاصيل لا تزال غامضة.

ولاحظ الفلكيون أشياءً تسمى الكوازارات، والتي تضيء أكثر من آلاف المجرات مجتمعة ويعتقد أنها مدعومة بثقوب سوداء هائلة تستهلك المواد.

وتعود الكوازرات إلى مليار سنة بعد الانفجار العظيم، عندما تشكل كوننا، تاركةً العلماء حائريين حول كيف يمكن لهذه الأجسام الضخمة أن تتشكل بسرعة.

وقال باهكال أن هذا يسلط الضوء ويضيف تعقيدًا للسؤال، ويظل هذا موضوعًا نشطًا جدًا للبحث.