هل تساءلت يومًا ماذا سيحدث إذا اقتربت من ثقب أسود؟ وكالة ناسا قررت أن تحاكي هذا السيناريو المثير من خلال تجربة رقمية متقدمة، قد تكون الأقرب حتى اليوم لفهم واحدة من أعظم ألغاز الكون.
بواسطة حاسوبها العملاق "Discover"، أنشأت
ناسا محاكاة غامرة ثلاثية الأبعاد توضح بدقة مصير جسم يسقط نحو ثقب أسود فائق الكتلة، مشابه للوحش الكوني الكامن في مركز مجرتنا "
درب التبانة".
ويقول الفيزيائي الفلكي
جيريمي شنيتمان من مركز جودارد التابع لوكالة ناسا: "هذه المحاكاة تربط بين الرياضيات المعقدة للنسبية وبين نتائج ملموسة في عالمنا، وهو ما يجعل المفهوم أكثر واقعية".
في المحاكاة، تم اختبار احتمالين: الأول يفشل الجسم في الوصول إلى أفق الحدث ويهرب، بينما الثاني يخترق الأفق ويسقط نحو مركز الثقب، في رحلة لا عودة منها.
لكن ما هو "أفق الحدث"؟ إنه الحدّ الفاصل الذي لا يمكن لأي شيء عبوره دون أن يُسحب إلى الداخل، حتى الضوء نفسه. ولأنه لا يمكن للضوء الهروب، فإننا لا نملك وسيلة لرؤية أو معرفة ما يحدث داخله.
عند اقتراب الجسم من الثقب الأسود، تبدأ قوى الجذب في التفاوت بين أطرافه، مما يؤدي إلى تمدده بشكل عنيف، فيما يُعرف علميًا بـ"تأثير السباغيتي".
هذا المصير يعتمد على نوع الثقب الأسود: فـالثقوب النجمية الصغيرة (كتلتها بين 3 إلى 30 ضعف الشمس) تمتلك
آفاق حدث ضيقة وقوى
جاذبية مدمّرة، أما الثقوب فائقة الكتلة (مئات الآلاف إلى مليارات الكتل الشمسية) فهي "أكثر رحمة" نسبيًا، مما يجعل السقوط داخلها أكثر هدوءًا، إن جاز التعبير.
نتائج مذهلة من قلب العدم
المحاكاة التي نفذها فريق شنيتمان أنتجت ما يقارب 10 تيرابايت من البيانات خلال 5 أيام فقط، باستخدام 0.3% فقط من قدرة الحاسوب العملاق الذي يضم 129 ألف معالج. وهو إنجاز كان سيستغرق أكثر من 10 سنوات على حاسوب شخصي.
النتيجة؟ رحلة بصرية تبدأ على بُعد 400 مليون ميل من الثقب، وتُظهر:
قرص التراكم: سحابة
الغاز المتوهجة التي تدور حول الثقب.
حلقات الفوتون: وهج ضوئي ناتج عن انحناء الضوء حول الثقب.
تشوّه السماء:
كل النجوم والخلفيات تنحني وتلتف مع تغير الزمكان.
ومع اقتراب "الكاميرا" (التي تمثل رائد فضاء افتراضي)، يبدو أن الزمان يتباطأ، حتى يبدو كما لو أنه تجمّد تمامًا من منظور مراقب بعيد، وهو ما يفسّر سبب تسمية الثقوب السوداء سابقًا بـ"النجوم المتجمدة".
بمجرد دخول الجسم أفق الحدث، تُسحق المادة خلال 12.8 ثانية فقط، ليتم ابتلاعها نحو "التفرّد" — نقطة صغيرة لامتناهية الكثافة حيث تتوقف قوانين الفيزياء عن العمل.
أما في السيناريو الآخر، حيث تدور المركبة الفضائية قرب الأفق دون عبوره، ثم تنجح في العودة، فإن النتيجة ستكون تأثيرًا زمنيًا مذهلًا:
من يعود من هذه الرحلة القصيرة سيجد أنه أصغر عمرًا بـ36 دقيقة من زملائه الذين بقوا على بُعد آمن. وهو مفعول مباشر للنسبية العامة، حيث يمر الزمن ببطء عند الاقتراب من جاذبية هائلة.
وفي حال كان الثقب الأسود يدور بسرعة – كما صوّره فيلم Interstellar – فقد يكون الفارق
الزمني أكبر بكثير، وربما يعود المسافر وقد "شاخ العالم من حوله". (indy100)