الثقب الأسود

 

هل تصورت يومًا أن تخرج عن حدود المنطـق؟

حيث يتوقف الزمن! وتختفي كل القوانيــــن ..

في مكانٍ شديد الحُلكة حيثُ الضوء لا يُمكنه العبور!

 

قد لا تُصدق ولكن أُنظر

فـــــي الأفـــــــــــــــــــــق،

تأمـــل هناك حيــــــــــــثُ

الفضـــــــــاء الشاســـع !

 

 

الفضاء الخارجي هو كل ما يحيط بنا في هذا الكون الواسع، وغالبًا ما يشار إليه بأنه العالم المجهول المليء بالكائنات والأجسام الغريبة، وهو يحتوي على الكواكب والنجوم والشهب والنيازك، وما تزال الدراسات والأبحاث تحاول اكتشاف هذا المجال الواسع، ومن أهم الاكتشافات الحديثة في الفضاء هي الثقوب السوداء!

 

 

ما هو الثقب الأسود؟

الثقب الأسود هو حيزٌ في الفراغ مقدار الجاذبيةِ فيه كبيرٌ جدًا إلى درجة يكون فيها الضوءُ غيرَ قادرٍ على الإفلات منه،  ومِن هنا جاءت التسمية؛ إذ أن عالم الفلك الرصدي يرى الثقب الأسود ككرة سوداء بالكامل، لأن سطحه لا يبث ولا يعكس الضوء. هناك ما يسمى بنصف قطر شفارتزشيلد (أفق الحدث) وهو المسافة المحيطة بمركز جرم عظيم الكتلة – بافتراض أن جميع مادة الجرم مركزة ومضغوطة في المركز في نقطة تسمى نقطة التفرد (سنجيلارتي) أي جسيم داخل أفق الحدث لا يستطيع الهروب لأن سرعته تزيد عن سرعة الضوء، وأي جسيم خارج أفق الحدث لن يستطيع الثقب الأسود جذبه. قال أولف دانيلسون -وهو فيزيائي وعضو في لجنة نوبل للفيزياء- لكي تصنع ثقبًا أسود “ستحتاج إلى أن تضغط الشمس في حيز لا يزيد قطره عن بضعة كيلومترات، أو أن تعتصر الأرض حتى تصبح في حجم حبة فاصولياء“.

يتم اكتشاف الثقوب السود عن طريق تفاعل الثقب الأسود بعنف مع سحابة الغاز والغبار التي تتراكم حوله في صورة أقرب لصورة القرص، إذ يمزق هذه المادة المحيطة به وينجم عن ذلك انبعاث غزير للأشعة السينية X-rays، وهذه الإشارة ذات الطاقة العالية هي ما يلتقطها التلسكوب وليس الثقب الأسود نفسه (الذي لا يمكن رؤيته).

 

 

كيف يتكون الثقب الأسود ؟

يَعتقدُ العلماء بأنّ أصغر الثقوب السوداء نشأَ عندما بدأ الكون في النظريّة النسبيّة، ففسّرَ آينشتاين كيفَ تكوَّنت تلكَ الثقوب حينَ ينتهي نجمٌ عملاق وينهارُ يترك خلفهُ نواة كبيرة، إذا كانَ حجم النواة أكبر من حجم الشَّمس على الأقل ثلاث مرّات فإنَّ الجاذبيّة تُنهي كلّ القوى وتحوِّلها إلى ثقب أسود، كما أنَّ الثقب الأسود ليس ثقب، ولكن عبارة عن كميّة كبيرة من مادة مضغوطة في مساحةٍ صغيرة، أي نستنتج أنَّ الطريقة الأكثر شيوعًا لتكوين الثقب الأسود هي الموت النجمي، وعندما تصلُ النجوم إلى نهاية حياتها سوف يتضخّم معظمها وينفذ وقودها ثمّ تبرُد لتشكّل أقزاماً بيضاء، وكما نوّه العالِم الفيزيائي ستيفن هوكنج: “أنه كما يوجد في علم الفلك ثقوب سوداء يمكن للأشياء أن تهوي داخلها ولكن لا يمكنها أن تخرج منها، أيضًا ينبغي أنْ تكون هناك أجرام أخرى حيثُ يُمكن للأشياء أن تخرج منها ولكنّها لا يمكنها أنْ تهوي لداخلها، ويمكننا أن نسمّي هذه الأجرام بالثقوب البيضاء“. 

 

ماهي أنواع الثقوب السوداء؟

1. ثقب صغير: يعتقد العلماء أنها صغيرة مثل ذرة واحدة فقط، هذه الثقوب السوداء صغيرة جدًا ولكن لها كتلة جبل كبير.

2. ثقب نجمي :  يمكن أن تصل كتلته إلى 20 ضعف كتلة الشمس قد يكون هناك العديد والعديد من الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية في مجرة الأرض التي تسمى درب التبانة.

3. ثقب فائق الكتلة: هو أكبر الثقوب السوداء التي لها كتل تزيد عن مليون شمس معًا، وجد العلماء دليلاً على أن كل مجرة كبيرة تحتوي على ثقب أسود هائل في مركزها لذلك يسمى في مركز مجرة درب التبانة Sagittarius A))، له كتلة تساوي حوالي 4 ملايين شمس ويمكن أن يتسع داخل كرة كبيرة جدًا يمكن أن تحتوي على بضعة ملايين من الأرض.

 

اكتشاف أقرب ثقب للأرض :

بعد بحث علماء الفلك حديثًا رشح العلماء بأن أقرب ثقب أسود للأرض يقع على بعد نحو 1000 سنة ضوئية وقد لا يبدو (هذا الثقب الأسود) قريبًا جدًّا إلينا، ولكن بقياس المسافات في سعة كوننا الهائلة يبدو فعليًّا بجوارنا تمامًا، لقد استدل العلماء على وجود هذا الثقب الأسود من الطريقة التي يتفاعل بها مع نجمين قريبين منه؛ أحدهما يدور في مدار الثقب والنجم الثاني يدور في مدار حولهما معا.

 

تُظهر هذه الصورة الفنية مدارات الأجرام في النظام الثلاثي HR 6819، الذي يتكون من نجمٍ ثنائي يدور فيه أحد النجمان (المدار الأزرق)
حول ثقب الأسود (المدار الأحمر) ينما يدور النجم الآخر في مدارٍ أوسع (المدار الأزرق أيضاً). حقوق الصورة: L. Calçada/ESO

 

 

هل فكرت يوم كيف سيكون مصيرك لو قُدّرَ لك وجذبتك تلك الحلقة البرتقالية بعمقها الحالك السواد؟! هل ستستمتع بالجمال داخلها أم ستكون نهايتك هناك؟!

كان للعلماء عديد من النظريات للإجابة عن ذلك السؤال المهم والخطير كل نظرية أغرب وأشنع من الأخرى، منها أنه نتيجة لطبيعة تلك الثقوب وكثافة كتلتها وشدة جاذبيتها التي تفوق قوة جاذبية الأرض بملايين المرات، فمثلاً إذا وجدتَ نفسك عند أفق الحدث فستَرى النجوم تدور حولَ الثقب بشكل دائِري ثمّ ستتحرك أسرَع فأسرَع بفعلِ الجاذبيّة، كما نعلمُ أن الجاذبيّة قوية جدًّ فإذا سقطتَ في الثقبِ الأسود ستتعرّض قدماك لسحبٍ كبير، وسيصبح هناك فرق في جاذبية رأسك عن قدميك و كلما اقتربت زاد الفرق، وسيتمدّد جسمُكَ وستتحول تلقائيًّا إلى جزئيات متناهية في الصغر تدور في الثقب الأسود.

وبما أن الثقوب السوداء الكبيرة تكون ذات جاذبية أقل من الأصغر حجمًا جعلت البعض يعتقد أنها بدل أن تفتتك إلى أشلاء ستمحوك من على وجه الكون ولكن دون أن تموت! يقال إن الوقت والزمن يتجمدان عند حافة الثقب الأسود، نظرًا إلى أن قوته الشديدة تسهم في انحناء نسيج المكان والزمان. وفي حال وصلت إلى هذه البقعة دون أن تتمزق يمكن أن تصبح خالدًا حسب ظنهم!

والبعض قال إن الزمن ربما ينحني أمامك وخلفك حال سقوطك في الثقب الأسود مما يتيح لك “رؤية” الماضي والمستقبل معا، يقول تشارلز ليو -عالم الفيزياء الفلكية-: “أثناء سقوطك في الثقب الأسود أنت تقترب من سرعة الضوء؛ لذا كلما ازدادت سرعة تحركك عبر الفضاء تباطأت حركتك عبر الزمن ما يمكنك في نهاية الأمر من رؤية التاريخ الكامل لتلك البقعة من الكون“!

أما العالم ستيفن هوكينج فذهب إلى الاعتقاد بأنك لو سقطت هناك ستجد نفسك في بعد مختلف تمامًا وقال: إذا كنت هناك حتمًا ستجد طريقة للخروج منه، وستجد نفسك في عالم آخر خصوصًا إذا كان الثقب ثُقبًا كبيرًا دوَّرًا.

 

 

 

 

 

المصادر:

 

 

 

بامبو وتداخل التخصصات

لدورة العلوم قصص وحكايا

بدأت دورة حياة العلوم منذ أن انفصلت عن الفلسفة مكونة منهجياتها العلمية. وحين تزايدت المعرفة كثرت التخصصات وتفرعت. ومن الفروع من كان يدمج بين تخصصين أو أكثر، مكونا بذلك فرعا هجينا يعالج مسائل تقع في منطقة مشتركة بين التخصصين. إلا أن هناك العديد من المسائل التي تطرح اليوم هي مسائل ذات هوية خاصة تنتمي لعدة تخصصات، تخصصات لم ينتج عنها فروع مهجنة تعالج هذا النوع من المسائل. لذا كان من الضروري على الدارس لهذا النوع من المسائل أن يجد أسلوبا يمكنه من دراستها، أسلوب يمكنه من فهم الجوانب المتعددة للمسألة فيكون قادرا بعد ذلك على تركيب هذه الجوانب ليصل بها إلى فهم تكاملي ومخرجات تكاملية كبحث أو نظرية أو غيرها.

وهذه العملية تعرف بـ ” تداخل التخصصات interdisciplinary

 

تداخل التخصصات interdisciplinary :

اتجهت الجامعات الكبيرة على مستوى العالم لعملية تداخل التخصصات، وتدربت طلبتها على المهارات اللازمة في تداخل التخصصات والتي تعرف باسم interdisciplinary skills، وقد حققت من هذا التداخل فوائد جمة على الصعيد العلمي والاقتصادي.

 

تجربة جامعة ولاية أريزونا في تيمبي:

ركزت الجامعة على اتجاه التخصصات المتداخلة واعتبرتها مصدرا للإيرادات، مما انعكس على ارتفاع تمويلها بمعدل ١٦٢٪  بين عامي ٢٠٠٣ و ٢٠٠٤ ميلادي.

 

تجربة جامعة الملك سعود:

تعتبر جامعة الملك سعود من الجامعات المعززة بشكل أو بآخر لتداخل التخصصات.

حيث فتحت مجال دراسة تخصصات هجينة حديثة، وتقدم فكرة المقررات الحرة والمقررات الاختيارية من داخل الكلية، ويعتبر هذا نظريا يعمل على تنويع معرفة الطلبة ودعم لعملية تداخل التخصصات والتهيئة لها.

 

أين جذور المشكلة إذا؟

تكمن المشكلة أن الوصول لعملية تداخل التخصصات حيث تحقق المطلب المنشود وتتماشى مع المستوى العالمي، يتطلب بالإضافة لتقديم مقررات متنوعة وتخصصات هجينة، تعلم مهارات تداخل التخصصات، ومن أبرزها مهارات التفكير التكاملي، والتي لا تتم إلا بالتدريب المركز والوعي التام بأهمية عملية تداخل التخصصات ومهاراتها.

 

أرقام تعكس حجم المشكلة:

نُشر استبيان شارك فيه مايزيد عن ٥٠٠ طالب وطالبة من جامعة الملك سعود، لقياس وعيهم بعملية تداخل التخصصات ومدى تقبلهم للمواد الاختيارية والحرة من خارج تخصصهم.

 

كانت النتائج كالتالي:

٦٠.٤٪ يختارون المواد على أساس سهولتها.

٦٤.٦٪ لا يرون أهمية لوجودها.

 

بامبو المبادرة الأولى من نوعها:

تكمن أهمية بامبو في توعية الطلبة بعملية تداخل التخصصات وأهميتها والتدريب عليها في برنامج علمي عن طريق تقديم ورش علمية في موضوع محدد، تتم تغذيته بشكل متزامن من عدة جوانب.

 

وبذلك نزرع بذرة التكامل لدى الطلبة ليتمكنوا من استخدامها لاحقا في مجال التخصص.