تكوين الثقب الأسود

المحتوى

• نجمة الموت
• الكثافة اللانهائية
• سرعة الهروب
• شوارزشيلد راديوس

الثقب الأسود شيء غريب للغاية. بقايا نجم قديم ، لديه كتلة ولكن لا ذرات. الأشياء المصنوعة منها كثيفة لدرجة أنها تشوه المكان والزمان. لا توجد مادة عادية يمكنها الهروب من جاذبيتها الهائلة ، ولا حتى الضوء. نظرًا لأنه لا يمكنك رؤية الثقب الأسود مباشرةً ، يمكن للعلماء مشاهدته فقط من خلال آثاره على النجوم القريبة.

نجمة الموت

تبدأ الثقوب السوداء كنجوم كبيرة أكبر بحوالي 20 مرة من الشمس. تتكون النجوم من مادة طبيعية - ذرات الهيدروجين والهيليوم وعناصر أخرى - ولها كتلة مكافئة لمئات الآلاف من الأرض. كل هذه الكتلة تنتج قوى الجاذبية العملاقة التي تريد سحق الذرات من الوجود. ولكن خلال عمر النجم ، فإن الطاقة التي ينتجها تدفع إلى الخارج بقوة كافية لموازنة الجاذبية. عندما ينفد النجم من الوقود ، فإنه ينفجر في سوبر نوفا ، تاركا نواة ميتة داخل سحابة من الغاز والغبار. إذا كان اللب أكثر من 2.5 أضعاف كتلة الشمس ، فإن جاذبيتها العملاقة تضغط على ذراتها حتى يصل حجم المادة إلى الصفر. من الغريب أن الكتلة لا تزال موجودة وتشكل مركزًا لثقب أسود جديد.

الكثافة اللانهائية

كل المادة لها كثافة ، تُعرّف بأنها كتلة كائن مقسومة على حجمها ؛ المواد التي لها نفس الكتلة في حجم أصغر لها كثافة أكبر. لإعطاء بعض الأمثلة ، تبلغ كثافة الماء 1 غرام لكل سنتيمتر مكعب ، ويزن الأوسيميوم ، وهو العنصر الأكثر كثافة ، 22.6 جرام لكل سنتيمتر مكعب. بقايا النجوم مثل النجوم النيوترونية كثيفة للغاية ، وتزن بملايين الأطنان لكل سنتيمتر مكعب. هذه النجوم لا تتكون من ذرات بل جزيئات مثل الإلكترونات والنيوترونات. ضغط الجاذبية مرتفع للغاية بالنسبة للذرات. يذهب الثقب الأسود إلى أبعد من ذلك ، حيث يسحق حتى النيوترونات. كثافته لانهائية.

سرعة الهروب

كل نجم وكوكب وقمر لديه سرعة هروب يجب أن يصل إليها الصاروخ من أجل الابتعاد عن جاذبية الجسم. كلما كانت الجاذبية أقوى ، كلما كان الصاروخ أسرع. تبلغ سرعة هروب الأرض حوالي 40،233.6 كيلومتر في الساعة (25000 ميل في الساعة) ، لذلك يجب أن يتحرك أي إطلاق مسبار فضائي أسرع من تلك السرعة لتحقيق مهمته. سرعة الهروب للثقب الأسود أكبر من سرعة الضوء - 299،792 كيلومتر في الثانية ، أو 186،000 ميل في الثانية.

شوارزشيلد راديوس

من الصعب وصف الثقب الأسود ، وهو ثقب في الفضاء مع كتلة أكبر من الشمس ، بعبارات عادية. لكن الثقوب السوداء لها سمات محددة ، بما في ذلك Schwarzchild Radius. إذا اقتربت من وجود ثقب أسود في سفينة فضاء ، فستبدأ في الشعور بمدى جاذبيتها. كلما اقتربت أكثر ، يجب أن تعمل صواريخ سفينة الفضاء الخاصة بك بجهد أكبر لمنعك من السقوط. بمجرد الوصول إلى نصف قطر Schwarzchild ، على بعد مسافة من مركز الثقب الأسود تحدده كتلته ، لا يمكن لصاروخ ، بغض النظر عن قوته ، الهروب. كل شيء سيئ الحظ بما يكفي لعبور هذا الخط الخيالي يقع في الثقب الأسود ، بما في ذلك الضوء.