استكشاف الاختلافات بين الثقوب السوداء والبيضاء

مقدمة

تعتبر الثقوب السوداء والبيضاء من الظواهر الفلكية المثيرة للاهتمام والتي تثير فضول العلماء والباحثين. على الرغم من التشابه الظاهري في الاسم، إلا أنهما يختلفان بشكل كبير في الخصائص والسلوك. يهدف هذا المقال إلى استكشاف هذه الاختلافات، بدءًا من المفاهيم الأساسية وصولًا إلى كيفية تفاعلهما مع المادة والجاذبية.

تباينات في التعريف

يكمن الفرق الأساسي بين الثقوب السوداء والبيضاء في التعريف والمفهوم الفيزيائي لكل منهما. يمكن توضيح ذلك بالتفصيل:

الثقوب السوداء

تبدأ قصتنا مع الثقوب السوداء عادةً كنهاية لمسيرة حياة نجم. فمعظم النجوم تمر بمراحل مختلفة حتى تصل إلى نهاية حياتها، وتعتمد هذه النهاية على كتلة النجم الأولية. يمكن أن يتحول النجم إما إلى قزم أبيض، أو نجم نيوتروني، أو ثقب أسود. تتشكل الثقوب السوداء عندما تكون الكتلة الأولية للنجم كبيرة جدًا، بل وضخمة للغاية.

في هذه الحالة، لا يستطيع النجم ذو الكتلة الأولية الكبيرة جدًا أن يتقلص ليصبح نجمًا نيوترونيًا، ولا يمكن للتقلص أن يتوقف بسبب قوى الجاذبية الهائلة. لذلك، ينهار النجم على نفسه في نقطة متناهية الصغر، مكونًا ما يعرف بالثقب الأسود.

الثقوب البيضاء

ظهر مفهوم الثقوب البيضاء رياضيًا كجزء من حل الفراغ في معادلات آينشتاين المستخدمة لوصف ثُقب شفارتزشيلد. هذه التفسيرات الرياضية خلقت مفهوم الثقب الأبيض كنقيض للثقب الأسود لتكون جزءًا من حل المعادلات الرياضية لأينشتاين في النظرية النسبية العامة، فالثقب الأبيض له صفات الثقب الأسود لكنها معكوسة أي أنه باختصار ثقب أسود معكوس في الزمكان.

كيفية تفاعلها مع المادة

تعتبر طريقة تفاعل الثقوب السوداء والبيضاء مع المادة من أهم الفروق بينهما. فالجاذبية الهائلة للثقب الأسود تجعله يسحب المادة ولا يسمح لها بالخروج منه أبدًا. أما الثقب الأبيض، في المقابل، فيطرد المادة أو يدفعها بقوة لا نهائية بحيث لا يمكنها أن تقترب منه أبدًا. تجدر الإشارة إلى أن هذه الأجسام لا تزال تفتقر إلى دليل قاطع على وجودها، وتعتمد بشكل كبير على المعادلات الرياضية وتخيلات العلماء، ولم يتم رصدها أو الاقتراب منها بشكل يؤكد وجودها بشكل قاطع.

الثقوب السوداء وقوة الجاذبية

تمثل الثقوب السوداء إحدى حالات موت النجوم، والتي تبدأ عندما ينهار النجم ويتقلص مع الحفاظ على كتلته في نقطة صغيرة جدًا، ليصبح جسمًا ذا كثافة عالية جدًا، مما يزيد من قوة جاذبيته. هذا يعني أننا نحتاج إلى سرعات عالية جدًا للإفلات منه.

في مرحلة معينة، نحتاج إلى سرعة تتجاوز سرعة الضوء للإفلات منه. وسرعة الضوء هي سرعة السببية في الكون، مما يعني أن أي صلة بين حدثين في الكون يجب أن تتم بسرعة الضوء أو أقل.

وباعتبارها أكبر سرعة ممكنة نفهم لماذا لا يمكن لأي شيء أن يفلت من الثقب الأسود وسيبتلعه بكل تأكيد.

إنّ الجاذبية على سطح الأرض تعني القوة التي تؤثر بها الأرض على كل جسم موجود عليها بحسب قوانين نيوتن في الحركة أو فيما يُعرف بقانون الجذب العام سيكون اتجاهها دائمًا نحو مركز الأرض وللإفلات منها والتحرك بعيدًا عن كوكب الأرض يجب أن نتحرك بسرعة يمكن بها أن نتجاوز تسارع الجاذبية الأرضية، وتعتمد هذه السرعة على عوامل هي كما يأتي:

• كتلة الكوكب: كلما زادت كتلة الكوكب زادت السرعة المطلوبة للإفلات منه.
• نصف قطر الكوكب: نصف قطر الكوكب مرتبط بكتلته، في حال أنه لدينا كوكب كتلته أكبر من كتلة الأرض هذا يفترض بشكل بديهي أن نصف قطره يجب أن يكون أكبر.

قال تعالى: ﴿وَالسَّمَاءَ رَفَعَهَا وَوَضَعَ الْمِيزَانَ﴾ [الرحمن: 7].

المصادر

1. شادي عبد الحافظ،”الثقوب البيضاء.. هل اكتشف العلماء سرا جديدا في الكون؟”،الجزيرة. بتصرّف.
2. Fraser cain,”What are White Holes?”,universetoday. Edited.
3. همام بيطار،”ما هي الثقوب البيضاء؟ “،ناسا بالعربي. بتصرّف.