ما هي الثقوب السوداء ولماذا تجذب اهتمام العالم؟

صورة الثقب الأسود الأولى التي كُشف عنها النقاب أمس (أ.ف.ب)
صورة الثقب الأسود الأولى التي كُشف عنها النقاب أمس (أ.ف.ب)
TT

ما هي الثقوب السوداء ولماذا تجذب اهتمام العالم؟

صورة الثقب الأسود الأولى التي كُشف عنها النقاب أمس (أ.ف.ب)
صورة الثقب الأسود الأولى التي كُشف عنها النقاب أمس (أ.ف.ب)

نجح علماء الفلك لأول مرة في التقاط صورة لثقب أسود، وتعود هذه الصورة لشبكة تلسكوب «إيفينت هوريزون»، وتظهر بقعة مظلمة أمام حلقة تضيء بشكل خافت، وعرضت خلال ستة مؤتمرات صحافية متزامنة أمس (الأربعاء)، في مدن مختلفة من العالم.
لم يكن هناك حتى الآن سوى رسوم عن الثقوب السوداء. والثقب الأسود الذي أميط اللثام عن صورته أمس هو ثقب يمتلك كتلة هائلة ويقع في مركز مجرة «مسييه 87» التي تقع على بعد نحو 55 مليون سنة ضوئية من الأرض.
ولكن، لماذا كل هذا الزخم حول الثقوب السوداء؟
تعرف الثقوب السوداء بأنها منطقة ذات كثافة شديدة في الفضاء، تتضمن كتلة كبيرة جداً تفوق مليون كتلة شمسية، وتعتبر موطن اللامعقول بشرياً، حيث إن كتلة هذه الثقوب مضغوطة بقوة تجعل من المستحيل على أي شيء الإفلات من قوة جاذبيتها، بما في ذلك الضوء.
والثقوب السوداء، أو «الوحوش السماوية» لا تُرى، ولكنها تكشف عن نفسها من خلال المادة التي تبتلعها، وتقع على بعد سحيق من الأرض.
وترتفع درجة حرارة هذه الثقوب كثيرا مما يجعلها تسطع بشكل مميز.
ولكن المادة التي يبتلعها الثقب تصبح ساخنة بشدة قبل أن تلتهم، مما يجعلها تضيء، وهذا السطوع المميز هو الذي يظهر باللون الأحمر في الصورة التي نشرها الباحثون.
وتؤكد الصورة نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين، تحت أشد الظروف الكونية، حسبما أوضح كارل شوستر، مدير معهد الفلك الراديوي في النطاق الملليمتري، والذي شارك في حملة الرصد.

وقالت جيسيكا ديمبسي، نائبة مدير مرصد «إيست آسيان» الفلكي في هاواي، التي أسهمت في اكتشاف الثقب الأسود، في حديث نقلته وكالة «أسوشييتد برس»، إن «الصورة تساعد العلماء في تأكيد نظرية النسبية العامة لأينشتاين». وأضافت أن أينشتاين توقع قبل قرن مضى أن يكون شكل الثقب متناظراً، وهو ما عثر عليه العلماء الآن.
وما أعطى هذه الثقوب أهمية كبرى أيضاً، هو الفيزيائي الشهير ستيفن هوكينغ، الذي طرح نظرية جديدة قبل وفاته حول المكان الذي تنتهي فيه المعلومات المفقودة في حال ابتعلت من قبل ثقب أسود.
ويقول هوكينغ في أبحاثه إن هذا المكان الذي تصل إليه المعلومات تضغط فيه الجاذبية بشكل كبير مما يبطل قوانين الفيزياء المعتادة.
وأشار هوكينغ إلى أن المعلومات أو أي مادة تختفي داخل ثقب أسود لا تكون قد فقدت تماماً، فوفقاً لطريقة عمل الكون يجب أن تستقر هذه المواد في مكان ما. وبحسب هوكينغ، فإن المواد التي تعبر الثقب الأسود ربما تذهب إلى عالم بديل لا نعرف أي شيء عنه.
وأكد هوكينغ في نظريته هذه أن العودة إلى عالمنا بعد الدخول في ثقوب سوداء غير ممكنة، لأنها بمثابة ممر لأكوان وأزمان أخرى.
وأكسبت هذه النظرية الثقوب السوداء أهمية بالنسبة للعلماء ولكل الأشخاص المهتمين بالفضاء الخارجي.
ووجه علماء شبكة «إيفينت هوريزون» تلسكوباتهم قبل عامين إلى ثقبين أسودين، أحدهما في مركز درب اللبانة، وبدأوا منذ ذلك الحين يحللون البيانات التي يتلقونها عن هذا الثقب.
ويأمل الباحثون من خلال عمليات رصد الثقب، والتي نشروا نتائجها أيضاً في مجلة «أستروفيزيكال جورنال» المتخصصة، في الإجابة على العديد من التساؤلات الأساسية بشأن الثقوب السوداء. من بين هذه الأسئلة: هل تبدو الثقوب السوداء متوافقة مع التصور النظري لها؟
ويقول أنطون تسينزسوس، مدير معهد «ماكس بلانك» للفيزياء الراديوية في مدينة بون الألمانية: «بصراحة، فوجئنا بمدى توافق البقعة السوداء التي رصدناها مع تصورنا لها من خلال محاكاة الحاسوب التي تنبأنا بالثقب الأسود من خلالها».



رمال المريخ تصلح لبناء مستعمرات فضائية

فكرة بناء مستعمرات في الفضاء تظل حلماً طموحاً يسعى العلماء لتحقيقه (جامعة نورث وسترن)
فكرة بناء مستعمرات في الفضاء تظل حلماً طموحاً يسعى العلماء لتحقيقه (جامعة نورث وسترن)
TT

رمال المريخ تصلح لبناء مستعمرات فضائية

فكرة بناء مستعمرات في الفضاء تظل حلماً طموحاً يسعى العلماء لتحقيقه (جامعة نورث وسترن)
فكرة بناء مستعمرات في الفضاء تظل حلماً طموحاً يسعى العلماء لتحقيقه (جامعة نورث وسترن)

تَوَصَّلَ باحثون بجامعة ترينيتي في دبلن إلى طريقة لتحويل الرمال الموجودة على سطح المريخ والقمر إلى طوب صلب يمكن استخدامه في بناء مستعمرات مستقبلية في الفضاء.

واكتشف الباحثون طريقة لربط الصخور السطحية والرمال والغبار، والمعروفة باسم «الريغوليث»، باستخدام درجات حرارة منخفضة وكمية قليلة من الطاقة، وفق «بي بي سي».

وتعد فكرة بناء مستعمرات في الفضاء حلماً طموحاً يسعى العلماء والمهندسون لتحقيقه في السنوات المقبلة، حيث يمكن أن توفر هذه المستعمرات بيئة للعيش والعمل خارج كوكب الأرض، مثل القمر أو المريخ.

وتعتمد هذه الرؤية على استخدام الموارد المحلية، مثل الرمال والصخور الموجودة على السطح، لتقليل الاعتماد على النقل من الأرض؛ ما يقلل من التكاليف والانبعاثات البيئية.

وتمثل الابتكارات في تكنولوجيا البناء، مثل استخدام أنابيب الكربون النانوية والغرافين، خطوات مهمة نحو تحقيق هذا الحلم، حيث تسهم في إنشاء هياكل قوية وصديقة للبيئة قادرة على دعم الحياة البشرية.

وتمكّن الباحثون من ربط الجسيمات السطحية، مثل الصخور والرمال والغبار، معاً باستخدام درجات حرارة منخفضة وطاقة قليلة. وتتميز الكتل المبنية باستخدام أنابيب الكربون النانوية بكثافة منخفضة نسبياً، ولكنها تظهر قوة تقترب من قوة الغرانيت؛ ما يجعلها مناسبة لإنشاء هياكل خارج كوكب الأرض،.

وقال البروفيسور جوناثان كولمان، الذي يقود المشروع البحثي جامعة ترينيتي، إن هذا الاكتشاف قد يساعد على تقليل كمية مواد البناء التي تحتاج إلى النقل من الأرض لبناء قاعدة على القمر.

وأكد كولمان أن بناء قاعدة شبه دائمة على القمر أو المريخ سيتطلب استخداماً كافياً من المواد الموجودة في الموقع، وتقليل المواد والمعدات المنقولة من الأرض.

وعند بناء الهياكل في الفضاء، ستسهم الكتل المصنوعة من الجسيمات السطحية وأنابيب الكربون النانوية في تقليل الحاجة إلى نقل مواد البناء إلى الفضاء.

بالإضافة إلى ذلك، فإن هذه الكتل قادرة على توصيل الكهرباء؛ ما يمكن استخدامها كأجهزة استشعار داخلية لمراقبة الصحة الهيكلية للمباني خارج كوكب الأرض.

وتُبنى هذه الهياكل لتحتفظ بالهواء؛ لذا فإن القدرة على اكتشاف ومراقبة علامات التحذير المبكر لفشل الكتل أمر بالغ الأهمية.

ويعتقد الباحثون أن هذا الاكتشاف يمكن أن تكون له أيضاً تطبيقات عملية في صناعة البناء على الأرض، وذلك بسبب مادة نانوية مشابهة تسمى الغرافين، التي يمكن خلط كميات كبيرة منها مع الأسمنت في الخرسانة، ما يزيد من قوة الخرسانة بنسبة 40 في المائة.

كما يسهم تعزيز قوة الخرسانة في تقليل الكمية المطلوبة لبناء الهياكل. وتُعد الخرسانة حالياً أكثر المواد المستخدمة من صُنع الإنسان في العالم، حيث تشكل عملية تصنيع الخرسانة العالمية نحو 8 في المائة من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون في العالم.