02:11 م
الثلاثاء 07 مايو 2024
منذ ما يزيد على قرن من الزمان، يلاحق البشرية خاصة العلماء سؤال شديد الصعوبة: كيف سيكون الأمر عندما نغوص إلى ما بعد نقطة اللاعودة في ثقب أسود؟
مازلنا لا نملك إجابة، لكن محاكاة الكمبيوتر العملاق الجديد هي أفضل تخمين لدينا، بناءً على البيانات الحالية.
يقول عالم الفيزياء الفلكية جيريمي شنيتمان من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا: “تساعدني محاكاة هذه العمليات التي يصعب تخيلها على ربط الرياضيات النسبية بالعواقب الفعلية في الكون الحقيقي.. لذلك قمت بمحاكاة سيناريوهين مختلفين، الأول حيث الكاميرا – التي تحل محل رائد فضاء جريء – تخطئ أفق الحدث فتعود للخارج، والآخر حيث تعبر الحدود، وتحدد مصيرها.”
تتشكل الثقوب السوداء من أنوية النجوم الميتة الضخمة التي تنهار تحت تأثير جاذبيتها، وهي كثيفة جدًا لدرجة أن مادتها تنضغط في مساحة لا يمكن وصفها حاليًا للفيزياء.
ومع ذلك، فإن إحدى نتائج هذا الضغط هي أفق الحدث؛ حدود كروية تقريبًا حيث يكون سحب الجاذبية قويًا جدًا بحيث لا تكفي حتى سرعة الضوء لتحقيق سرعة الهروب.
يقول شنيتمان: “إذا كان لديك الخيار، فأنت تريد الوقوع في ثقب أسود هائل”.
ويضيف “الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية، والتي تحتوي على ما يصل إلى حوالي 30 كتلة شمسية، تمتلك آفاق حدث أصغر بكثير وقوى مد وجزر أقوى، ويمكن أن تمزق الأجسام المقتربة قبل أن تصل إلى الأفق”.
منحتنا الإنجازات المذهلة في السنوات الأخيرة ثروة من البيانات حول الفضاء المحيط بالثقوب السوداء. كان الثقبان الأسودان الهائلان M87 وSagittarius A، موضوعين لحملات تصوير مباشرة مذهلة. لا يزال الثقب الأسود نفسه غير مرئي بالطبع، لكن الضوء المنبعث من السحب المتوهجة من المواد حول كل ثقب أسود، أعطانا رؤية غير مسبوقة لبيئة الجاذبية.
وصمم شنيتمان، الذي أنتج العديد من عمليات محاكاة الثقب الأسود لوكالة ناسا، نسخته الجديدة على ثقب أسود هائل يشبه إلى حد كبير ثقب القوس A. بدأ بثقب أسود كتلته تعادل حوالي 4.3 مليون شمس، وبالتعاون مع عالم البيانات بريان باول، وهو أيضًا من جودارد، أدخت البيانات في الكمبيوتر العملاق Discover التابع لناسا.
وبعد تشغيله لمدة 5 أيام، أنتج البرنامج 10 تيرابايت من البيانات، استخدمها العلماء لإنشاء عدة مقاطع فيديو لما قد تشعر به عند السقوط في ثقب أسود هائل. على جهاز كمبيوتر محمول نموذجي، قد يستغرق هذا 10 سنوات، وفقا لمجلة لايف ساينس.
تبدأ الكاميرا المحاكاة على بعد حوالي 640 مليون كيلومتر من الثقب الأسود، وتتحرك نحو الداخل. ومع اقترابها، يصبح قرص المادة المحيط بالثقب الأسود والبنية الداخلية المعروفة باسم حلقة الفوتون أكثر وضوحًا.
هذه العناصر، إضافة إلى الزمكان، تزداد تشوهًا كلما اقتربت الكاميرا. أخيرًا، تقوم الرحلة بمدارين تقريبًا حول الثقب الأسود قبل أن تهبط إلى ما وراء أفق الحدث، وتتحطم بعد 12.8 ثانية فقط.
وفي النسخة الأخرى، تنحرف الكاميرا بالقرب من الثقب الأسود، قبل أن تفلت من جاذبية الجاذبية وتطير بعيدًا.