كم هي سرعة دوران ثقب أسود حول نفسه؟

من طرف **Admin** الثلاثاء أبريل 29, 2014 6:17 pm

لا يوجد شيء في الكون أكثر إذهالاً وغموضاً من الثقوب السوداء. بسبب جاذبيتها الهائلة وقدرتها على امتصاص كل شيء حتى الضوء، تتحدى هذه الأجسام محاولاتنا من أجل فهمها، مُخفيةً كل أسرارها خلف حجاب أفق الحدث.

كيف تبدوا؟ نحن لا نعرف. إنّها تقوم بامتصاص كل الإشعاع الذي تُصدره. كم هو كِبرها؟ هل لها حجم، أو أنها كثيفة بشكلٍ لانهائي؟ حتى الآن، لا نعرف. لكن هناك بعض الأمور التي نعرفها، مثل كم هي كتلتها، وما هي سرعة دورانها.

انتظر، ماذا تقول؟ سرعة دورانها حول نفسها؟

افترض وجود نجم فائق الكتلة قبل الثقب الأسود. تشكّل هذا النجم من سديمٍ شمسي، واكتسب قدرته على الدوران جرّاء توازن كمية الحركة لكل الجُسيمات المنفردة ضمن السحابة. يؤدي السحب الثقالي التبادلي إلى تماسك النجم نتيجةً لانحفاظ عزم كمية الحركة الزاوية وبالتالي يؤدي إلى دورانه بشكلٍ أسرع.
عندما يُصبح نجمٌ ما ثقب أسود، فإنّه لايزال يمتلك كل الكتلة ولكنّه الآن مضغوط ضمن فراغ أصغر بكثير، ومن أجل الاستمرار في حفظ عزم كمية الحركة الزاوية، يزداد معدل سرعة دورانه حول نفسه...

الكثير من تاريخ الثقب الأسود يتم استهلاكه، ويمكن وسطياً اختصاره في عددٍ وحيد: مُعدّل سرعة دورانه حول نفسه. إذا ما كان بإمكان الثقب الأسود التقلص ليصل إلى حجم لانهائي بالصغر، ستفكر بأنّ معدل دورانه حول نفسه ربّما يزداد إلى اللانهاية.

لكن لسرعة الثقوب السوداء حدود!

يقول الدكتور Mark Morris، بروفسور علم فلك في جامعة كاليفورنيا - لوس آنجلوس UCLA : ‘‘هناك حدٌ للسرعة لا يمكن لسبين ثقب اسود تجاوزه. فكلّما كان سبين الثقب الأسود أكبر، كلما كان أفق حدثه أصغر‘‘.
كرّس الدكتور Morris الكثير من وقته في دراسة غموض الثقوب السوداء، وهو يتابع توضيحه :‘‘هناك في الخارج هذه المنطقة، التي تُعرف بالإرغوسفير وهي موجودة بين أفق الحدث وحدٍ آخر. الإرغوسفير منطقةٌ هامة جداً وتقع خارج أفق الحدث، حيث يحصل ضمنها مجموعة من التأثيرات المهمة. ‘‘

تخيل أفق الحدث لثقبٍ أسود على شكل كرة في الفضاء، بعد ذلك قم بإحاطة هذا الثقب الأسود بالإرغوسفير. كلما دار الثقب الأسود حول نفسه بسرعةٍ أكبر، كلما تسطح الإرغوسفير بشكلٍ أكبر.

يقول Morris : ‘‘في النهاية، تُحدد السرعة الحدية بواسطة أفق الحدث، وعند سرعات دوران كبيرة بشكلٍ كافي، ربما نصل إلى المتفرد Singularity. لا يمكنك الحصول على ما يُعرف بمتفرد مجرد، لا يمكنك الحصول على متفرد يواجه باقي الكون، إذ يعني هذا الأمر أن المتفرد بحد ذاته سوف يقوم بإصدار طاقة أو ضوء ويُمكن لأحد ما في الخارج مشاهدة ذلك في الواقع، لكنّ هذا غير ممكن. هذه هي الحدود الفيزيائية للسرعة التي يُمكن لثقب أسود الدوران عندها. يستخدم الفيزيائيون واحدات من أجل قياس عزم كمية الحركة الزاوية ترتبط بالكتلة، وهذا أمرٌ مثير، إذ يعني أنه يُمكن وصف السرعة الحدية على أنها عزم كمية الحركة الزاوية المساوي لكتلة الثقب الأسود، هذا الأمر يُحدد السرعة الحدية.‘‘

تخيل فقط أنّ ثقباً أسوداً يقوم بالدوران حول نفسه إلى درجةٍ سيكشف معها عن نفسه، لكنّ هذا الأمر مستحيل ولن تسمح قوانين الفيزياء له بالدوران عند سرعات أعلى تؤدي إلى ذلك.

إليك الجزء المثير من القصة، قام فلكيون في الواقع بالكشف عن ثقوب سوداء فائقة الكتلة وتقوم بالدوران حول نفسها عند حدودٍ تم التنبؤ بها من قبل نظريات.

أحد الثقوب السوداء، ذلك الموجود في قلب المجرة NGC 1365، يدور حول نفسه عند سرعة تصل إلى 84% من سرعة الضوء. لقد وصل إلى السرعة الحدية الكونية، ولا يمكنه الدوران عند سرعة أعلى أبداً دون الكشف عن متفرده.

الكـــونُ مــكانٌ مجـنون.

المصدر:
http://phys.org/news/2014-02-fast-black-holes.html

من طرف Professor الإثنين مايو 26, 2014 8:54 pm

شكرا لك على الموضوع

كم هي سرعة دوران ثقب أسود حول نفسه؟

كم هي سرعة دوران ثقب أسود حول نفسه؟

رد: كم هي سرعة دوران ثقب أسود حول نفسه؟