قصة الثقب الأسود / الحافة بقلم الكاتبة نوال أمومة من مصر.

لم يعد أحد بعد من الموت كي يخبرنا عن تجربته ، تجربة ما بعد اللاعودة ، وماذا يوجد بعد الحافة ، وماذا يوجد بعد الأفق ولكن حثنا الله أن نتعلم حتى نكتشف كيف يمكن أن يكون ذلك الموت الذي به بالتأكيد تتجدد حياتنا في الدار الآخرة التي نطمح أن تكون في النعيم وكلٌ حسب ما عمل وقدم لذاته ولحياته ، كيف يمكن أن يكون ذلك الموت هو البداية!؟
إليكم القصة كاملة واعذروني لأنها طويلة رغم محاولاتي الحثيثة أن أختصرها للغاية ، ولكن هذه هي الفيزياء التي تخبرنا الحقيقة عن هذا الكون وطبعاً الرؤية هي التصديق
The darkest object we can imagine mathematically fundamentally emits no light, reflects no light.
سبحانك يا الله
هذا الشيء ، الثقب الأسود ، هو أظلم شيء يمكن أن تتصوره حسابياً وواقعياً ، هذا الشيء المخيف لا ينبعث منه ضوء ولا يعكس ضوء
هذا الكون فيه أشياء مثيرة جدا للاكتشاف وهناك أداة علمية جديدة اسمها The Event Horizon Telescope منظار ايفينت هورايزون شكَّلها فريق عالمي ، هذه الأداة سوف يكون لها القدرة على رصد المنطقة المحيطة مباشرة بالثقب الأسود ، هذا الأمر جديد ولم يقم به أحد من قبل
ومن الممكن أن تكون قد سمعت عن الثقب الأسود وقد لم تسمع على الاطلاق ، ببساطة شديدة إن الثقب الأسود the black hole هو أغرب من أي شيء حلم به كتَّاب الخيال العلمي
الثقب الأسود هو منطقة في الفضاء حيث تكون فيها الجاذبية قوية جداً جداً للدرجة التي لايمكن فيها لأي شيء الهروب منها ، ما أن تصل الى حافته فلا سبيل للعودة وذلك بسبب شدة قوة سحب الجاذبية لذلك الشيء الذي وصل الى هذه الحافة
إحساس العلماء نحو مسألة الثقب الأسود بأنهم يطاردون شيئاً يصارع بكل قوته كي لا يُرى وهم يرددون كلمة نعم سوف نمسك بك ونراك بدقة
علمياً عندما تصل الى ارتفاع حوالي 15 الف قدم feet تكون أعلى جزئياً من الغلاف الجوي you’re above quite a bit of the atmosphere, يجب أن ترتفع فوق الغلاف الجوي لترى الفضاء الخارجي the emptiness of space
من السهل جدا شرح هدف منظار ايفينت هورايزون Event Horizon Telescope ألا وهو التقاط أول صورة للثقب الأسود وكلما كان المنظار أكبر كلما كان قادراً على رصد الأجسام الصغيرة وكل هذا من أجل رصد الثقب الأسود في مركز مجرتنا To resolve the black hole in the center of our galaxy أو الثقب الأسود الاكبر في M87 في هذه الحالة نحتاج الى منظار بحجم الأرض تقريباً ، هذا بالطبع مستحيل لذلك سوف نذهب الى ثاني أفضل خيار ، سوف نأخذ مناظير متبعثرة حول العالم ونوجهها جميعها في الوقت نفسه الى الثقب الأسود
تخيلوا معي أن تقوموا بتحطيم مرآة بمطرقة ويتبعثر حطامها حول العالم ثم تقوم بتسجيل ما تعكسه كسور تلك المرآة ثم تجمعوا الكسور معاً ثم تقوموا باعادة بناء تلك المرآة بحاسوب خارق ، هذا ما سوف يقوم به بالضبط منظار ايفينت هورايزون ، لذلك لابد أن يعمل كل شيء بشكل مثالي في كل مواقع العمل
ما هو الثقب الاسود؟
إنه شيء عميق جداً it is so deep ويصعب تقدير كل العمليات الفيزيائية التي تجري فيه ويمكن للمرء أن يمضي حياته في دراسة هذا الشيء ، إنه المفهوم والغير مفهموم في آنٍ واحد ، إنه الغموض والخيال والحقيقة والصواب معاً ، تخيل جسماً باتت جاذبيته قوية جداً فضغطت كل المواد التي بدأ بها الى نقطة واحدة ، هذا الجسم يطور ما يسمى بأفق الحدث This object develops what’s called an event horizon ولدى أفق الحدث خاصية مذهلة كونه يعمل في اتجاه واحد ، يمكنك الانتقال من الخارج الى الداخل ولكن لا شيء سيخرج ، جاذبيته قوية جدا The gravitational pull is so strong ,بمعنى أدق ، جاذبية السحب ، سحب الشيء ، وأفضل تشبيه له دوامة الماء في البحار والمحيطات التي تبتلع الاشخاص والاشياء دون رجعة ، هذه الجاذبية المخيفة تُخفي في داخلها كل من يقترب من حافتها بشكل كافي ، إذا اختفى شيء ما داخل أفق الحدث فإنه لا يعود ولا نعلم عنه شيء بعدها ، ربما ما زال موجوداً أو لم يعد له وجود ، ليس لدينا أي طريقة لنعرف
لدينا تواصل مع ظاهرة phenomenon لا نفهمها بشكل كامل ، إنه مثل دوامة في الكون في الزمان والمكان it’s like a vortex in the universe in space and times
إنه أظلم جسم يمكن تخيله حسابياً وواقعياً ، لا ينبعث منه ضوء ولا يعكس ضوء ، لكنه أصبح المحرك لأقوى الأحداث التي يراقبها العلماء الآن في هذا الكون
يقال إن الحقيقة أحياناً تكون أغرب من الخيال وهذا لا يتحقق في شيء أكثر من الثقوب السوداء ، يوجد شيء حول الثقب الأسود يحفز العقل على التفكير بشكل لا يمكن مقاومته
عالم الفيزياء البريطاني ستيفن هوكين الحاصل على الدكتوراه في علم الكون والذي أعرب عن ضيقه من طريقة التدريس التقليدية في المدرسة والتي كانت سببا في علاماته الضعيفه ولكنه نجح في الذهاب نحو شغفه ، الفيزياء ، التي أذهل العالم بها وبسط من خلالها المفاهيم العلمية المعقده وقدمها بطريقة سلسلة ، هذا العالم Stephen William Hawking هو وزملاءه راودتهم أفكار كثيرة حول بنية حواف اللانهائية وكيف يمكنها تخزين المعلومات The structure of the edges of infinity and they could store information
شغلت بال ستيفن مسألة الثقب الأسود وقال انها الحلقة المفقودة التي كنا نبحث عنها ، كان متلهفاً للغاية لكشف هذا اللغز الذي أطلقه على العالم عام 1975 ، شيء يدعى لغز المعلومات والذي يقول أن الثقوب السوداء تمحي المعلومات annihilate information وهو أمر غير ممكن ،،، هذا هو اللغز that’s the paradox, هذا يفرض أن قوانين الفيزياء تتحطم في حضور الثقوب السوداء، لذلك بدأ الجميع يطارد هذه المسألة ، لأنه إن زالت المعلومات ، فهذا يناقض كل ما نعرفه عن الفيزياء تقريباً، هناك خطأ في فهم كيفية عمل الثقوب السوداء،
من الخارج لا يمكن معرفة ما بداخل الثقب الأسود ، وعندما تنظر الى الثقب الأسود فإن كل ما يمكنك معرفته هو كتلته وشحنته وحالة دورانه Its mass, its charge, its state of rotation , وهذا الامر ينطبق على أي ثقب أسود أياً كان ما يكونه ، مما يعني أن الثقب الأسود يحوي معلومات كثيرة مخفية عن العالم الخارجي ، هذا الأمر غريب جدًا أن يستوعبه الناس ، ستيف هوكنح وجد هذا الاكتشاف المذهل ” اشعاع هوكينغ ” الذي يقول إن الاشياء تخرج من الثقب الأسود ومن هنا بدأت المشكلة
Hawking Radiation, that says actually stuff comes out of a black hole and that’s where the problem really started
خلق الجسيمات particle creation
اتضح انها ليست سوداء ، إنها تشع ، وبينما تشع ، تفقد من كتلتها وتختفي في النهاية ، إن كتلة مماثلة من الافيال يمكن أن تشكل ثقباً أسود ، يتبخر الثقب الأسود وما يتبقى خلفه هو نفس البحر من ” اشعاع هوكينج” ، يبدو أن المعلومات حول ما سقط في الثقب الأسود قد ضاعت ، والجسيمات التي تخرج من الثقب الأسود تبدو عشوائية random وليس لها علاقة بما سقط فيه
إن كان ما قاله هوكينج صحيحاً ، فيمكن للثقب الأسود أن يبصق أي شيء spit out anything هذا يعني أن الطبيعة الاساسية للكون عشوائية ، ولا توجد قوانين فيزيائية تحكم الكون بأسره ، هذا كابوس كل عالم فيزياء
جزء كبير من معرفتنا بالكون مرتكز على ايماننا بأننا نستطيع التنبؤ بشكل موثوق باستخدام قوانين الطبيعة ، لدينا نظرية فيزيائية ، نتنبأ وفقاً لتلك النظرية ، نؤدي تجارب أو ملاحظات لنرى إن كانت تلك التنبؤات قد تحققت ، نحن نفهم الكون باستخدام قوانين الفيزياء للتنبؤ بالماضي وتصور كيف كان العالم ، إن انهارت تلك القوانين فسيتعلق الأمر بحدود المعرفة ، ما نوع الاشياء التي قد نعرفها عن العالم؟ إن انكسرت امكانية التنبؤ بالكون في حالة الثقوب السوداء فيمكن أن تنكسر في حالات أخرى والأسوأ من ذلك ، إن كان يمكن للمعلومات أن تزول فلا يمكن التأكد من تاريخنا السابق أيضاً ، كتب التاريخ وذكرياتنا قد تكون مجرد أوهام ، الماضي هو الذي يخبرنا من نحن ، من دونه نفقد هويتنا
إن لغز المعلومات the information paradox كان ولازال محور تفكير الكثير من العلماء ، هذا الأمر يشغل تفكيرهم على مدار الساعة ، إنه السؤال الأكثر إثارة للاهتمام في الفيزياء الحديثة In modern physics
في ال 40 عاماً التي تلت نظرية “هوكينغ” ، كان هناك بالتأكيد آلاف الأبحاث عن كيفية تجنب هذا اللغز ، لم يحضى أي واحد من هذه الابحاث بقبول عالمي universal acceptance, وجميع هذه الابحاث لديها أو فيها مشاكل بطريقة أو بأخرى
السؤال الآن الذي يطرح نفسه لدى العلماء من أجل حل لغز المعلومات هو الآتي:
ما هو الدوران الخارق the super rotation
The super rotations is ordinary BMS Group
لأن الفيزياء هي في واقع الأمر إيجاد الحقيقة عن هذا الكون finding the truth about the universe التي قد لا ندركها بالكامل أبداً، تابع العلماء بحثهم عن قانون حفظ شحنة الدوران الخارق
الرؤية هي التصديق / Seeing is believing
لان البصر هو أقوى وأصدق حاسة لدينا ، يحتاج العلماء والناس عموماً الى رؤية الأشياء ، في الواقع لدينا توق long لرؤية الأشياء كفطرة بشرية متجذرة فينا
لم يكن هناك أدنى شك لدى العلماء على وجود الثقب الأسود ، هذا الشك غير ممكن على الاطلاق ، أصبح لديهم رغبة رهيبة لرؤية هذه الصورة الغبية the stupid image ( الثقب الأسود) , لكن لم يكن هناك أي مؤشر على وجود هذا الثقب في تلك المنطقة الافتراضية ألا وهي الأفق الذي لا يقدر حتى الضوء على الهروب منه
هذه هي الصورة بمنظار ايفينت هورايزون الذي هو ذروة عقود من العمل المتواصل ، تم تقريب الصورة لرؤية حجم الأفق ولرؤية ما إذا كان سيلقي بخيال أو ظل ، وما ان بدأوا بادراك أنه يمكن رصد صورة للثقب الأسود أصبح الأمر مذهلاً لأن العلم يستحق The science is worthy لذلك أصبح لزاماً تطوير وتركيب معدات متخصصة للغاية وباهضة الثمن في كل المواقع التي حددت في مناطق عديدة من العالم مثل تشيلي والقطب الجنوبي ( أماكن متطرفة) وذلك من أجل أخذ صورة للثقب الأسود في نفس التوقيت عن طريق هذا المنظار ، طبعاً للطقس دور رهيب في التقاط هذه الصورة ، لقد بدأت المراقبة لتحديد الوقت المثالي لالتقاط هذه الصورة
لقد تم اعداد مناظير حول الأرض بحيث يمكنها التحدث مع بعضها البعض وتسجيل البيانات بشكل متزامن حتى يتمكنوا من تجميع هذه البيانات بعد الرصد وجعلها تظهر وكأنها جاءت من منظار واحد
حالياً ، إن منظار ايفينت هورايزون Event Horizon, هو مجموعة من 8 أطباق في جميع أنحاء العالم
من القطب الجنوبي الى صحراء أريزونا
From the South Pole to the Arizona desert to Hawaii to Chile
الى هاواي الى تشيلي
ليكوِّنوا منظاراً بحجم الأرض
عندما يكون لديك منشأة واحدة single facility تهتم بأن يكون الطقس حول هذا المنظار مثالياً ولليلة مراقبة واحدة أمر عادي ولكن تخيل الآن أنك تحتاج الى طقس مثالي في كل موقع حول تلك المجموعة
تم إعطاء أمر المراقبة في نفس التوقيت وبدأت المناظير تدور في نفس الوقت وبدأ تسجيل الفوتونات photons من الثقب الأسود ( الفوتون هو وحدة الكم الضوئي)
الحجم الذي يظهر به الثقب الأسود في السماء يعتمد على كتلته ومدى بعده عن الأرض والقيادة المركزية تعمل على مدار الساعة لرصده، لقد تم رصد ومراقبة على مدار ثلاث ليالي متتابعة لان الجو الطقس كان رائعاً وفي نهاية الليلة الخامسة من المراقبة بدأ المسح النهائي لمراقبات عام 2017 on Sagittarius A* . Done ، إن التحدي الكبير لمنظار ايفينت هورايزون يبدأ عندما تصل كل البيانات الى مركز الجمع والبناء عندها سيعرف أن كل شيء قد تم بنجاح ، وهذا الأمر يستغرق أكثر من شهر وسوف يبقى احساس الشك والتوتر قائماً أنه تم السهو عن شيء ما
شهر مايو هو الشهر المنتظر ، انه وقت الربيع وتجدد الطبيعة ووقت بناء صور الثقوب السوداء
واو … أنا شخصياً عندي رغبة رهيبة لرؤية صورة ملتقطة للثقب الأسود لأني دائماً أنجذب نحو ما هو خفي ونحو ما هو غامض ، عندما قرأت وبحثت في هذا الموضوع شعرت بانجذاب وكأنه فطري نحو كيف تتم عملية الدوران واختفاء الاشياء في أظلم منطقة شهدتها البشرية
إن الثقب الأسود يصعب فهمه بالمعادلات فقط equations, وإن كنت ترغب حقاً أن تعرف أي تفاصيل عن أي شيء، فلن تتمكن من القيام بذلك عن طريق الرياضيات فقط ، هذا لن يحدث ، يجب أن تتم عملية محاكاة على كومبيوترات لفهم الموضوع بشكل مفصل وبشكل عميق you need to simulate it on a computer
يحيط orbiting ويدور حول الثقب الأسود شيء يسمى القرص التراكمي an accretion disk انه فوضوي chaotic, وهو عبارة عن غاز مؤين ionized وبه حقول مغناطيسية وهو في حركة دائمة ، يسخن هذا الغاز ويطلق اشعاع ، هذا يجعل الأمر أكثر تعقيداً وصعوبة من أن يقوم عالم نظري ما بحسابه عن طريق قلم وورقة
المحاكاة simulation تساعد في جعل ما هو خفي وما هو غير مرئي الى شيء مرئي
العالم الاسطورة ستيفن هوكينغ يجتمع دائماً بأصدقاء علماء له من أجل تبادل الافكار والمعلومات لانه يؤمن كما أؤمن أنا تمامًا ودون أدنى شك أن العقول لا تنمو الا مع عقول أخرى تلهمها وتحفزها على طرح الافكار وتحليلها وتبسيطها كما كان يفعل هذا الاسطورة
بالفعل وجد ستيفن ورفاقه فجوة كبيرة في درع لغز المعلومات ، كان التصور القديم أنه لم يكن هناك أي طريقة لتخزين الثقب الأسود للمعلومات ، كان مجرد فجوة في الفضاء ، ما تم اكتشافه من قبل ستيفن ورفاقه هو أن الأفق لديه بعض الخواص التي تشفر المعلومات وتحديدًا درجات الحرية التي يتمتع بها هذا الدوران الخارق Namely, the super-translation, the super rotation, degrees of freedom ، وهذا ما يسميه العلماء الآن الشعر الناعم the soft hair
ينتشر الشعر the hair حول أفق الثقب الأسود وعندما ترمي شيئا ما داخل الثقب الأسود تتغير تصفيفة شعره you change its hairdo ، لذا عندما يكون الشيء هكذا وترميه في الداخل يصبح هكذا
اكتشف العلماء أن هناك سجل record لما سقط في الثقب الأسود ، بعض المعلومات تنتقل بالتأكيد ولكن لا أحد يعرف ما إذا كان هذه المعلومات تنتقل بالكامل ، وهذا ما يحاولوا جاهدين معرفته والتحقق منه ، يحتاج العلماء لرؤية ما إذا كان هذا الشعر الناعم أو تلك الجسيمات الناعمة soft particles يمكنها تشفير encode كل المعلومات في الثقب الأسود
هناك معادلة تمت من قبل ستيفن وبيكيستسن في بداية السبعينيات عن كم بالضبط الغيغابيتس gigabytes من المعلومات التي يمكن تخزينها في ثقب أسود , لا زال العمل قائما لحساب المعلومات باستخدام الشعر الناعم للحصول على الرقم الصحيح
إن كانت الشحنة المركزية 12 J ، فإن المعلومات لا تزول بل تُخفظ وسوف يتم التمكن من تعقب هذه المعلومات برؤية الأفق ، أمضى العلماء حوالي 3 أشهر وكانت نتيجة المعادلة هي صفر و3 أشهر أخرى تأتي النتيجة بما لا نهاية infinity , ومؤخراً توصلوا الى رقم 12 ويعتقدوا أن هذا الرقم أيضاً خطأ
لدى العلماء الآن ناتج 12 ولكن مشكوك فيه أيضاً ، هذا الرقم أتى من تجميع أو الدمج بين الأجزاء للوصول الى هذه المعادلة الاخيرة
إن الوصول للرقم ، هو الذي سيخبرنا إن كان للثقب الأسود سعة تخزينية ، لتخزين كل المعلومات التي ربما قد ضاعت
عندما تصل البيانات من هذه المناظير المختلفة ، تلاحظ أن كمية البيانات هائلة للغاية وعليهم قياس كل موجة ارتفاع وانخفاض كما وصلت الى المنظار ، عليهم تسجيل ذلك بصدق تام ثم مطابقة كل موجة أمامية بنظيرتها من منظار آخر في النصف الآخر من الكرة الأرضية
هذه التجربة الفيزيائية الصرفة تعتبر من أعظم التجارب في تاريخ العِلمْ
لغز المعلومات يقول أنه بسبب الثقوب السوداء ، لا يمكن وصف الكون وفقاً للقوانين الفيزيائية فقط ، في البداية كانت القلوب السوداء مسألة باطنية ، رياضية ، يصعب قبولها esoteric, mathematical, very hard to accept , ولكن مع مرور الوقت كانت هناك مراقبات غير منطقية ، فكانت الثقوب السوداء هي أفضل تفسير لما تم رصده ، هذه الثقوب الضخمة مثيرة للجدل تلك التي حجمها ما بين مليون الى مليار ضعف حجم الشمس ، ربما تحتوي كل المجرات ثقوباً سوداء في مركزها ولا يمكن رؤية أي شيء آخر في مركز المجرة ، مجرتنا مثلا غير الثقب الأسود
وبعد عمل طويل وشاق للغاية كان هدفه الرئيسي هو أخذ لقطة واقعيةsnapshot لشكل الثقب الأسود في مراكز المجرات ، هذه الثقوب السوداء تسبح ومحيطة بها تلك البلازما الساخنة المتوهجة black holes at the center of galaxies are bathed in this hot glowing plasma
ولذلك هناك ضوء ينبعث من خلف الثقب الأسود وأمامه ومن كل اتجاه يسبب انحناءات كبيرة في الزمان والمكان لدرجة أن حتى الضوء من الثقب الأسود يمكن أن ينحني حوله ليصل الى المرصد
بعض الفوتونات photons تكون بعيدة كفاية لتصل مباشرة وبعضها يكون قريباً من الافق فينثتي الضوء الى الداخل والاخر قريب جداً فيسقط في الثقب الأسود وهكذا فإن ظل الثقب الأسود هو هذه المنطقة الدائرية من السطوع الخافت مع تلك الهالة الساطعة حوله
توفي ستيفن هوكينغ عن عمر يناهز 76 وترك فريق عمله يتابع مشروع الثقب الاسود وتوصلوا أخيراً الى الحصول على الناتج 12J
أحياناً يمكن للفيزياء أن تكون شخصية للغاية تظهر فيها جنون الشخص في معرفة كيف هو هذا الكون المثير للجدل وكيف لطبيعة الزمان والمكان The nature of space and time الاثر العميق في فهم الظواهر. الطبيعية
إن نظرت الى السماء ليلاً ، بالتأكيد لن ترى الثقوب السوداء ولكنها موجودة وقد تنظر لنا وتسخر منا وتقول حاول أيها الانسان أن تحل لغزي try figure me out
أظن أن حلم أي عالم فيزيائي يدرس الثقوب السوداء هو أن يكون قادراً على عبور الافق نحو الجانب الآخر ، ان استطاع القيام بهذه الرحلة ، ما هو الشيء الذي سوف يراه؟؟؟
وكما انجذب المستكشفون القدماء الى البحر ، ينجذب العلماء نحو الافق ، نحو الحدود، إن أفق الثقب الأسود هو حافة معرفتنا وفهمنا للكون the horizon of a black home is the edge of our knowledge and of our understanding
المسألة الكبيرة والمثيرة هي تجاوز تلك الحافة beyond that edge , إنه المكان الذي ليس بعده شيء ، إنه شيء غير موجود كجزء مادي من الكون يمكن قياسه ، لكن تستطيع الذهاب الى هناك وتجربته شخصياً ولكن للاسف لن تستطيع إخبار أحد عن الأمر ولن يكون لك وجود بعدها بالنسبة الى العالم الخارجي ، حدس الناس دائماً يربط الأمر بالموت
وأخيرا أظهر العلماء أن الشعر الناعم C=13J يمكنه تفسير كل المعلومات المخزنه في ثقب أسود ، هناك تقنية لتدفق المعلومات من والى الثقب الأسود
الثقب الاسود واحد من أكثر المشاكل المحيرة التي تواجه المجتمع العلمي اليوم ، لغز المعلومات the information paradox
استغرق الأمر خمسين عاماً لفهم ماهية الثقب الأسود ، انه مغامرة كبرى ومع هذا تبقى الثقوب السوداء هي أكثر الأجسام الغامضة في الكون والغير مرئية للعالم ولكن أخيراً تم التقاط صورة للثقب الاسود والذي ظن الجميع أنه لا يمكن رؤيته ، لدينا الآن دليل بصري على وجود ثقب أسود يزن 6,5 مليار ضعف وزن شمسنا موجود في وسط مجرة M87 , وهذه هي البداية فقط … كالموت
الحَياةَ رائعةً !!! هذه هي الحياة…

Peut être un gros plan de 1 personne

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

*