نتيجة طبيعية لنظرية أينشتاين
في عام 1916، تنبأ كارل شوارزشيلد بالثقوب السوداء باعتبارها نظرية نظرية
انفجارات أشعة جاما
في الثلاثينيات من القرن الماضي ، عالم الفيزياء الفلكية الهندي سوبرامانياندرس شاندراسيخار ما يحدث للنجم عند نفاد الوقود. وجد أن النتيجة النهائية تعتمد على كتلة النجم. إذا كان هذا النجم كبيرًا حقًا ، على سبيل المثال ، بكتلة 20 شمس ، فإن قلبه الكثيف ينهار إلى ثقب أسود.
انفجارات أشعة جاما المكتشفة بواسطة معدات أرضية. (رصيد الصورة: NASA / Swift / Cruz deWilde)
كل هذا يحدث بسرعة لا تصدق، فيفي غضون ثوان، وتطلق كمية هائلة من الطاقة على شكل انفجار أشعة جاما. يمكن لهذا التوهج أن ينبعث من الطاقة إلى الفضاء بقدر ما ينبعث من نجم عادي خلال حياته بأكملها. وقد رصدت التلسكوبات الموجودة على الأرض العديد من الأحداث المشابهة عندما تولد الثقوب السوداء، على الرغم من بعدها بمليارات السنين الضوئية.
موجات الجاذبية
الثقوب السوداء لا توجد دائمًا في عزلة -في بعض الأحيان تظهر في أزواج، وتدور حول بعضها البعض. عندما يفعلون ذلك، فإن تفاعل الجاذبية بينهما يخلق تموجات في الزمكان تنتشر على شكل موجات جاذبية. بالمناسبة، هذا تنبؤ آخر للنظرية النسبية لأينشتاين.
انطباع فنان عن موجات الجاذبية.الثقوب السوداء التي تدور حول بعضها البعض تخلق تموجات في الزمكان تنتقل للخارج في موجات الجاذبية (الصورة بإذن من R. Hurt / Caltech-JPL)
مراصد مثل LIGO و Virgo تعطي العلماءالقدرة على اكتشاف هذه الموجات. أعلن علماء الفيزياء عن أول اكتشاف مرتبط بدمج ثقبين أسودين في عام 2016. مع زيادة حساسية الكاشف ، يكتشف العلماء أحداثًا أخرى تسببت في حدوث موجات ثقالية. على سبيل المثال ، التصادم بين ثقب أسود ونجم نيوتروني ، والذي حدث بعيدًا عن مجرة درب التبانة ، على مسافة 650 مليون إلى 1.5 مليار سنة ضوئية من الأرض.
قمر صناعي غير مرئي
دليل آخر على وجود الثقوب السوداء- تأثير جاذبيتها على النجوم الأخرى. أثناء مراقبة الزوج المعتاد من النجوم الدوارة HR 6819 في عام 2020، لاحظ علماء الفلك شذوذات في حركتهم.
تُظهر طبعة الفنان مدارات الأجسام في النظام الثلاثي HR 6819 (الصورة بإذن من L. Calzada / ESO)
لا يمكن تفسيرها إلا من خلال الوجودثالثًا ، كائن غير مرئي تمامًا. حسب العلماء كتلته - تبين أنها أربعة أضعاف كتلة الشمس - وأدركوا أنه يمكن أن يكون مجرد ثقب أسود. بالمناسبة ، إنها واحدة من أقرب الأماكن إلى الأرض ، حيث تقع على بعد 1000 سنة ضوئية منها.
كائن الأشعة السينية
أول كائن تعرف عليه العلماءأصبح الجسم Cygnus X-1 (أو Cyg X-1) ثقبًا أسود. هذا مصدر للأشعة السينية في كوكبة الدجاجة، تم اكتشافه عام 1964. على الفور تقريبًا، افترض علماء الفلك أن مصدر الإشعاع كان ثقبًا أسود، يقع في نظام ثنائي مع عملاق أزرق فائق. ومع ذلك، يعتقد العديد من الخبراء أن جميع الأدلة على وجوده كانت غير مباشرة، ويمكن أن يكون Cygnus X-1، على سبيل المثال، نجمًا نيوترونيًا. راهن عالم الفلك البريطاني ومروج العلوم ستيفن هوكينج في عام 1974 على أن الأمر ليس كذلك.
العائق الرئيسي أمام التعرف على Cygnus X-1 باعتباره ثقبًا أسود هو عدم اليقين بشأن المسافة إلى الجسم. ومع ذلك، في عام 2011، قام علماء الفلك بحسابه.
يقوم الثقب الأسود Cygnus X-1 بسحب المواد من نجم أزرق ضخم. (الصورة مقدمة من NASA / CXC)
قام مؤلفو العمل الجديد بتحليل البياناتتم جمعها بواسطة التلسكوبات الراديوية ذات المصفوفة الأساسية الطويلة جدًا. وفقًا للعلماء، فإن المسافة إلى Cygnus X-1 هي 6050 سنة ضوئية ±400 سنة ضوئية. علاوة على ذلك، فإن كتلة العملاق الأزرق تبلغ 19 مرة كتلة الشمس، ومصدر الأشعة السينية نفسه 14.8 مرة كتلة الشمس.
قيمة الكتلة الجديدة أكبر بكثير من القيمة الحرجةالحد الذي يفصل بين النجم النيوتروني والثقب الأسود (بعد "الموت" يمكن لنجم كبير أن يتحول إلى أحد هذين الجسمين). وبالتالي، فإن العمل الجديد يقدم دليلاً على أن الثقب الأسود الأول هو بالفعل ثقب أسود واحد.
الثقوب السوداء الهائلة
تشير بيانات العلماء إلى أنه بالإضافة إلىتوجد ثقوب سوداء عادية وثقوب ضخمة للغاية. كل واحد منهم لديه الملايين أو حتى المليارات من الكتل الشمسية وقد كان مختبئًا في مراكز المجرات منذ بداية تاريخ الكون.
يوجد في مركز مجرتنا ثقب أسود هائل في منطقة تعرف باسم القوس A.
(رصيد الصورة: ESA - C. Carreau)
وفقًا لوكالة ناسا ، فإن الثقوب السوداء المركزية فيالمجرات محاطة بأقراص تراكمية تنبعث منها إشعاعات شديدة في جميع الأطوال الموجية للضوء. لدى العلماء أدلة على أن أحدهم - الجسم الضخم والمضغوط Sgr A * (القوس A *) - يقع في وسط مجرة درب التبانة. كلما اقتربت النجوم منه ، زاد دورانها - حتى 8٪ من سرعة الضوء. يقدر الثقب الأسود المركزي في مجرة درب التبانة حاليًا بحوالي 4 ملايين كتلة شمسية.
سباغيتيتيفيشن
المزيد من الأدلة على وجود الثقوب السوداء -هذا هو السباغيتيت. خلال هذه العملية ، تسحب قوة الجاذبية الهائلة للثقب الأسود الجسم إلى خيوط رفيعة. يحدث هذا عادةً مع نجم اقترب من ثقب أسود. في أكتوبر 2020 ، شهد علماء الفلك وجود السباغيتيت. لقد رأوا وميضًا من الضوء من نجم عندما مزقه ثقب أسود. حدث ذلك في مجرة تبعد 215 مليون سنة ضوئية عن الأرض.
وأخيرا - صورة مباشرة
وفي أبريل 2019، حصل العلماء على أول صورة مباشرة على الإطلاق للثقب الأسود الهائل الموجود في مركز المجرة النشطة ميسييه 87.
قرص التنامي
تم التقاط هذه الصورة بواسطة علماء الفلك باستخدامتلسكوب أفق الحدث. في الواقع ، هذه ليست أداة واحدة ، لكنها شبكة كبيرة من التلسكوبات منتشرة حول العالم. تُظهر الصورة بوضوح الظل الداكن لثقب أسود شمسي يبلغ 6.5 مليار مقابل التوهج البرتقالي لقرص التراكم المحيط.
ليقرأ بالإضافة إلى ذلك
انظر إلى مقاتلات F-15 المحدثة: فهي تحمل 24 صاروخًا جو-أرض
سفينة فضاء على بعد عدة كيلومترات: كل ما هو معروف عن مشروع الصين الجديد
بحلول عام 2100 ، ستكون 95٪ من المحيطات غير صالحة للسكن
LIGO (مرصد مقياس التداخل بالليزر لموجات الجاذبية) هو مرصد موجات الجاذبية بالليزر للتداخل.
برج العذراء هو كاشف موجات ثقالية فرنسي إيطالي يقع في EGO (مرصد الجاذبية الأوروبي).