ناسا بالعربي - الثقوب السوداء وإشعاع هوكينغ

تنبأت النظرية النسبية العامة لألبرت آينشتاين Albert Einstein بظاهرة "الثقوب السوداء"، والتي نُشرت في عام 1916.

في الواقع، اقترح عالم الفلك البريطاني الهاوي جون ميشيل John Michell فكرة الثقب الأسود في عام 1783 (وبشكل مستقل اقترح الفكرة الفرنسي بيير سيمون لابلاس Pierre-Simon Laplace عام 1795). والغريب في الأمر، عدم إيمان آينشتاين نفسه بوجود الثقوب السوداء، ومقاومته بقوةٍ لهذه الفكرة رغم أن نظريته الخاصة تنبأت بها.

في الوقت الراهن، يدعم المجتمع العلمي بقوةٍ فكرة وجود الثقوب السوداء بالفعل، وأنها في الواقع واحدةٌ من أهم سمات الكون، التي اكتشفها علماء الفلك بطريقة غير مباشرة وبطرق مختلفة لا تدع مجالاً للشك بوجودها.

عادة ما يُنسب الفضل في صياغة هذا المصطلح إلى الفيزيائي الأمريكي جون ويلر John Wheeler في عام 1967، وهو بالتأكيد أفضل من المصطلح الأصلي "الأجسام المنهارة تماماً بالجاذبية gravitationally completely collapsed objects"، ويُعتبر الثقب الأسود منطقة من الفضاء فيها مجال الجاذبية قوي جداً لدرجة أنّ لا شيء بما في ذلك الإشعاع الكهرومغناطيسي مثل الضوء المرئي يمكنه الهروب من قوة جاذبيته، حيث يمثل حفرةً لا قاع لها في نسيج الزمكان space-time.

يوجد في مركز الثقب الأسود ما يسمى "متفرد singularity" صغير ذو كثافة غير محدودة، وهو مكانٌ تنهار فيه قوانين الفيزياء الطبيعية، وكما قال الممثل الكوميدي ستيفن رايت Steven Wright ذات مرة: "الثقوب السوداء هي مكانٌ قسّم فيه الرب على العدد صفر".

وكان عمل آينشتاين يصبّ أيضاً في قلب نظرية الثقوب الدوديّة wormholes، أو "الجسور" كما سماها، وهي الفكرة التي تتمحور حول وجود خاصية طبوغرافية افتراضية في الزمكان، والتي هي في الأساس طريقٌ مختصر عبر المكان والزمان، يربط بين أجزاء مختلفةٍ من الكون (أو حتى أكوان مختلفة)، وقد شاع استخدام الفكرة إلى حد كبير بين كُتّاب الخيال العلمي على مر السنين، على الرغم من وجود الكثير من العمل النظري لدعم وجودها.

يُعرف أبسط نوع من الثقوب السوداء، التي لا يدور مركزها، ولها متفرد وأفق حدثٍ فقط باسم ثقوب شوارزشيلد السوداء نسبة إلى الفيزيائي الألماني كارل شوارزشيلد Karl Schwarzschild الذي كان رائداً في النظرية المبكّرة جداً للثقوب السوداء في الأعوام الأولى من القرن العشرين، إلى جانب ألبرت آينشتاين.

في عام 1958، نشر ديفيد فينكلشتاين David Finkelstein ورقةً علمية، استناداً إلى عمل آينشتاين وشوارزشيلد، يصف فيها فكرة "الغشاء أحادي الاتجاه" التي أثارت اهتماماً جديداً بنظرية الثقوب السوداء (على الرغم من أن المصطلح نفسه لم يُصغ حتى محاضرة ألقاها جون ويلر في عام 1967).

في عام 1963، اكتشف النيوزيلندي روي كير Roy Kerr حلاً لمعادلات آينشتاين للمجال في النسبية العامة التي وصفت جسماً دواراً، واقترح أنّ أيّ شيءٍ ينهار سوف يستقر في نهاية المطاف في ثقبٍ أسود دوار، ويُعتقد الآن أنه من المحتمل أن هذا هو الشكل الأكثر شيوعاً في الكون، حيث إن الثقب الأسود الدوار سينتفخ نحو الخارج بالقرب من خط استوائه بسبب دورانه (كلما زادت سرعة الدوران، زاد الانتفاخ).