الكون والثقوب السوداء
لاستعمال العلماء والفلكيين بعد انتهاء معارك الحرب المالمية الثانية بثلاث
العالم مرصد قمة كيت الوطني في اريزونا ...جما هد المممتل للسة دا
ولم يكن الاهتمام بالفلك في بريطانيا بأقل منه في الاتحاد السوفيتي
فاتشآت مرقاب اسحق نيوتن الجديد وهناك مشروغ مرقاب
أسترالي مشترك قطر مرآته 150 بوصةء
وفي كثير من الدول الأخرى انمكس هذا الاهتمام بالفلك وبخاصة الفلك
غات الجديدة في ميادين الفيزياء الكونية والفلك الجديد. سواء
مثل هذا الاهتمام ينبعث من منطلقات ثلاثة:
الأول: إن الإنسان منذ أن وقف منتصب القامة وتحرر بصره من التظر
توافق ان مفظم مشاهدت ومراقبته للسماء كانت تتم ليلا ضع كوه قليل
العمل في الليل... وكان من نتيجة هذا أن كان علم الفلك أول علم بدأ عند
الإنسان. لا بل نلحظ أنه لم تقم حضارة في الماضي إلا وكان للفلك مكان
واضح وفي مواضع شتى. وليس الأهتمام الذي تلحظه اليوم عتد ممالقة
لقا مع الإتسان:
أن يكون لديهم فهم عميق للفلك وتصور واضح لطبيعته وحقيقته. ومن هنا
كان اشتراك عدد كبير من الفلكيين مع فريق علماء الفضاء..
ومن هنا كان اعتماد الأخيرين على الدراسات والأبحاث الفلكية الحديثة
وقد

مقدمه وتمهيد
وكذلك الإفادة من عمليات ارتياد الفضاء في إجراء الدراسات وعمليات
الرصد من خارج نطاق الغلاف الجوي الأرضي ومن على القمر ومن المركبات
عميق دقيق بعلم القاعةحتى أن تمظتهنم يتجامل التيادة جالمسية ني فادا
والثالث: إن من طبيعة العلم انه لا يتوقف عند حد في دراسة الظواهر
الطبيعية . ولذا كان طبيعيا أن يستكمل العلماء دراسة بيئة الإنسان وظواهرها
أضواء لم تكن من قبل على طبيعة الكون ومفهومه. ولعل من أهم الآفاق
الجديدة التخيل الرياضي للكون. وفي هذا يتابع العلماء الرياضيون تصور
ما يمكن أن يكون عليه الكون مستخدمين المعادلات والمفاهيم الرياضية
ومنطلقين مما يتجمع لديهم من ظواهر ومشاهدات فعلية. أي انهم في
هذا المنحى لا يستخدمون سوى القلم والقرطاس والأسس الرياضية, تاركين
للفلكيين المراقبة والمشاهدة والتجربة لإثبات أو عدم إثبات فرضياتهم
كبير من الحقائق والفرضيات العلمية أمكن أن تقسم إلى أنظمة علمية
علم الفلك الجديد الذي غرف باسم علم الكون ززما600.
وهذا العلم الجديد المعاصر هو ما أحببنا أن تقدم عنه تعريقا مبسطا
بعمق ويعيدون للعرب مكانتهم في ميدان علم الفلك وهو ميدان مليه

الكون والثقوب السوداء
علم الكون
وحتى نفهم علم الكون الجديد يتعين علينا أن تعرف بدقة موقع الإنسان
«الأرض «الشاسمة الواسماء مؤطن الإتمنان تابوت ليست في حت يقة
الأمر إلا كوكبا سيارا صفيرا من تسمة كواكب تدور حول نجم الشمس
المجرات مثيلاتها في كون فسيح إلى حدث يصعب تصوره وتخيل مداه.
وقد كان الإنسان في دراسته للأفلاك في الماضي يستخدم مفاهيم
عرفها واستخدمها بنجاح على الأرض.. ومن هذه المفاهيم الحجم والمسافات
والكتل والجاذبية والخصائص الفيزيائية والكيميائية للمادة وتركيب المادة
في محاولة فهم الكون بمفاهيم الإنسان الأرضية ومعاييره التي استخدمها
. والإنسان معذور في ذلك فحجمه وكتلته مرتبطان ارتباطا وثيقا بحجم
الأرض وجاذبيتها..
فأدواته التي استمملها كامتداد لأعضائه كان لا بد أن تكون من حجم
هو.. وحتى حركته على الأرض ارتبطت بنسبة ثابتة بجاذبية الأرض (حتى
إذا ما تحرك على سطح القمر مثلا كانت حركته مضطربة غير ما تعود
وعلى ذلك فان إمكان وجود قرد ضخم بحجم كنج كونح (الذي ابتدعه
في السينما خيال الكتاب) مستحيل على كوكب الأرض والسبب في ذلك أن
وزن الحيوان يحمل بوساطة عظام الأطراف. فالوزن الذي يحمله عظم عن
بدوره يقرر مساحة مقطع العظم. وبالتالي وزن العظم . وذا كان وزن الحيوان
يتناسب مع مكغب أبعاده الطولية, بينما مساحة مقطع العظم تتناسب مع
مربع قطرها؛ فان من الطبيمي أن يكون للحيوانات الكبيزة أرجل أشخن
يع تشاطاته ذات ارتباط ونسبة رياضية !!
جميع ارتباط ونسبة ر؛

مقدمه وتمهيد
ازيد
حجمه 100 مرة عن الفوريلا العادية يصبح مليون مرة اثقل من وزن الفوريلا
المعثاد (آي مكمب 100) ولكن أرجله لن تكون إلا عشرة آلاف مرة أقوى من
المعتاد . ولذا فلا بد من أن تتحطم أرجله تحت ضغط ثقله وينهار . وسيزيد
في سرعة ذلك أن العظام عادة تتعرض لضغوط أخرى؛ غير الثقل بفعل
الجاذبية. كالشي والمشي أثناء الحركة... كما لا بد أن نتعرض هنا إلى
نقطة هامة أخرى وهي حجم القلب.. فالقلب عادة يكون حجمه أقل من
على مطاطية الشرايين ومرونتها .. وزيادة كيلو جرام واحد في الوزن يحتم
على القلب ولعله السبب الرئيسي في أن الطب الحديث يعتبر السمنة علة
قد زاد حجما 100 مرة ولكن وزن الجسم زاد مليون مرة وهذا يوقع القلب
وأسمح لنفسي في هذا المجال باستطراد بسيط لأقول بآنني أرىه
الحشرات.. فالحشرات لا عظام فيها (أي ليس لها هيكل عظمي داخلي
يتحمل ثقلها). وقلبها ليس مضخة مركزية واحدة بل لها قلب في كل حلقة
من حلقات جسمها وهذه القلوب متصلة ببعضها ولكنها تعمل بالتتابع وكل
القردة أو الإنسان... وسبب ذلك معروف من نظام دمها المفتوح وإمكان
وصول الهواء الجوي إلى الأنسجة مباشرة مما يسمع لها بالإفادة من كل
الأكسجين الموجود في الهواء (حوالي 121) بينما الإنسان مثلا يستفيد من
نسبة تبلغ حوالي 15 من أكسجين الهواء المتنفس. والأكسجين كما تعلم هو
الذي يؤكسد الغذاء لإنتاج الطاقة. ولو كانت للإنسان قوة الحشرات لاستطاع
أن يقفز كيلومترا على الأقل في قفزة واحدة . ومثل هذاء لو كان. يفير كثيرا

الكون والثقوب السوداء
لقد ذكرنا كل هذا لإيضاح مدى ارتباط حجم الإنسان ووزته بحجم
إدراك المفاهيم وصنع الأدوات واعتماد المقاييس والمعابير.
كما نود أن تذكر أنه من المفروض ضمن حدود معينة للجاذبية (ذ
كوكب فيه حياة) أن يكون للحيوان هناك حجم أمثل وكتلة مثلى.. وهناك
سبب قوي يحمل على الاعتقاد بآن الإنسان هو الأمثل (حجما وكتلة) بالنسبة.
للجاذبية الأرضية.
صعوبات دراسة علم الكون الجديد
يقول عدد من العلماء بأن الفيزياء المخبرية كما تعرفها على الأرض
مملة لان مفاهيمها تتشكل وتؤؤخد قياساتها باستعمال أنظمة مادية ذات
حجم عادي. ونعني بالحجم العادي المتناسب مع حجم الإنسان وقدرته على
تداولها . كما أن قطع المادة التي يتداولها الإنسان في الفيزياء المخبرية
خاملة بالقدر الذي تكون به آية مادة على الأرض خاملة. وكذلك نتستعمل
وإذا كانت الفيزياء المخبرية لهذه الأسباب مملة فان من الطبيعي أن
تكون الفيزياء الكونية صعبة وصعبة جدا لاختلاف المعايير والأسس التي
درجنا عليها والتي بها تستطيع تصور مفهوم أو إدراكه. واستطرد مع ذلك
لا بد أن تكون الفيزياء الذرية أيضا صعبة وان لم تكن بدرجة صعوبة
الفيزياء الكونية
ولنأخذ أمثلة توضح ذلك:
فالمتر مقياس إنساني أرضي جيد ولو قسمناه إلى مائة قسم ينتح عندنا
السنتمتر الذي هو مقياس مخبري نموذجي ... فلو قسمنا ‎١‏ على
القمر بنفس العدد (مائة مليون) فإننا نتحصل على حوالي قطر النظام
الشمسي.. ومرة أخرى لو ضربنا قطر النظام الشمسي بنفس هذا العدد
لوصلنا إلى ما يقارب بعد السحب الماجلانية-وهي أقرب جار كوني لمجرتنا ..

مقدمه وتمهيد
ألف تحصل على الجرام الذي هو مقياس مخبري نموذجي.. فلو قسمنا
على كتلة ذرية نموذجية. ولو بدلا من ذلك. ضربتاه بنفس العدد. تحصل
على ما يقارب كتلة أصغر قمر طبيعي في النظام الشمسي.
الناتج هذا بنفس العدد مرة أخرى نحصل على ما يقارب كتلة مجموعتنا
المحلية من المجرات.
وهكذا يجد المرء نفسه في اتجاهه نحو الفيزياء الذرية يتعامل مع
مقاييس وكتل متناهية في الصغر بالنسبة لما يعهد عادة وبالمقابل يجد
في اتجاهه نحو الفيزياء الكونية يتعامل مع مقابيس وكتل متناهية
في الكبر والضخامة... وواضح من المثال المسوق أننا بانتقالنا من الفيزياء
العادية إلى الفيزياء الكونية نمر عبر تفير في المقياس اكبر كثيرا جدا من
التغير في المقياس الذي تصادفه بانتقالنا في الاتجاه المضاد -أي من الفيزياء
العادية إلى الفيزياء الذرية.
والإنسان الذي يدرس الكون مضطر لتغيير قيمه ومقاييسه إلى هذه
على تصورها وفهمها .
ثم هناك أمر المسافات والأبعاد .. أن مجرد القول بأن السنة الضوئية'"
هي وحدة مسافة في الكون أمر مرعب بالنسبة لإنسان الأرض.. ويزداد
على أن أكبر صعوبة تواجه الإنسان في دراسته للكون هي اختلاف مادة
الكون عن المادة التي يعرف على الأرض في خصائصها الفيزيائية.
أن الإنسان يعلم من الفيزياء العادية أن المادة تكون على حالات ثلاث:
(وهما حالتا الموائع) وصلبة؛ و قد تمكن علم الفيزياء العادية

الكون والثقوب السوداء
من إعطائنا مفاهيم واضحة وخصائص ثابتة للمادة في حالاتها الثلاث..
ولكن العالم الكوني وجد أن المادة في الكون تختلف اختلافا بينا عن المادة
وقد أدى هذا الكشف إلى نشوء فرع جديد في الفيزياء هو الفيزياء
أفاد العلماء من دراسة الفيزياء البلازمية في عدد من التطبيقات وبخاصة
بالنسبة لتجارب الاندماج النووي. ومن الجدير بالذكر أن الذين طوروا ضرع
المتعلقة بالحركة غير المنتظمة داخل النجوم والغالبية المظمى من المعضلات
التي تتعلق بالجو المحيط بالنجوم ومنها وجود جو نجمي خارجي مثل الطبقة
اللونية والتاج (أو الإكليل) في الشمس. ومعضلة انسياب المادة من النجوم
إلى الفضاء وبخاصة ما يعرف بالرياح الشمسية؛ إنما هي معضلات في
الفيزياء البلازمية. وبالمثل نجد أن كثيرا من معضلات المادة الموجودة في
فضاء الكون متناثرة بين النجوم إنما هي أيضا معضلات بلازمية مثيرة
للاهتمام وبخاصة عند سطح التقاء غاز متأين (أو مشحون) باز عادي (أو
متعادل). ولعل من اشد المظاهر هنا إثارة للاهتمام الفرضية التي نجمت
أن يكون بداية تكوين التكتلات النجمية أو العناقيد في المجرات. وبمعنى
آخر أنها العملية الطبيعية التي تتكون بها نجوم جديدة في مجر
وهذا ينقلنا إلى صعوبة أخرى وهي التصور بأن الكون متجدد تموت
فيه نجوم وتولد نجوم باستمرار .. وان هذه العملية يرافقهما مخاض عنيف
أحيانا ومخيف أحيانا أخرى. والتساؤل الهام هو من أين تأتي مادة النجوم
وعلى ما في هذه المظاهر الجديدة الغريبة من اختلاف عن المعهود على
الأرض, وإثارة للاهتمام علينا أن تضيف عنصرا آخر ليزيد الأمر غرابة
وتعقيدا .. وهو إخضاع حالة البلازما في الكون إلى مجال مغناطيسي. وقد

مقدمه وتمهيد
أذى هذا إلى نشوء فرع آخر جديد في الفيزياء هو علم الهيدروديناميكا
معضلات فلكية وبخاصة دراسة جو الشمس الخارجي الذي يعتبر مثالا
ويرتيط بستنورة ماس ةل الأجرام اتجيدة التتححة سبدو أخرى
هي صعوبة تصوز مبلغ جذبها الهائل بالنسبة لجسم خارج عنها يقع في
حقهوم الاتهيار الجنبي. ومفهوم تجويل الطاقة الجذبية إلى طلقات الخرى...
وهذا الجذب الهائل والانهيار الجنبي ينقلنا إلى صعوبة تصور ما يحدث
للمادة.. فنحن تعلم من الفيزياء العادية أن المادة في آساسها مكونة من
ذرات وأن الذرة الواحدة تتكون من نواة, بها بروتونات ونيوترونات: (وهي
الشحنة؛ (تعادل شحنة النواة الموجبة في مجموعها). وان هذه الإلكترونات
تدور حول النواة بسرعة وكأنها غمامة تحيط بهاء كما أن الإلكترونات في
الساعة ومنها ما يدور عكس ذلك إلى آخر ما تعلم عن فيزياء الذرة.
غير أن أهم ما نعرف عن الذرة على الأرض بالإضافة لما سبق أن معظم
ولكن علينا أن تفير هذا المفهوم جذريا عندما يحدث الانهيار الجنبي
وتنضغط المادة انضفاطا شديدا .. وهنا تخطر بالبال تساؤلات هامة منها
الحالة لا تكون على أي من الحالات الثلاثة الممروفة ولا حتى حالة البلازما
(الرابعة التي عرفت حديثا) وإنما على شكل شيء لزج ذي صفات وخصائص
لم نعهدها من قبل
ثم كيف يمكن أن نتصور أن حجم ملعقة شاي من مادة منهارة جنبيا

الكون والثقوب السوداء
وهناك أيضا فكرة الحرارة.. أو بالأحرى الحرارة وضدها في الكون..
فبينما نجد في مساحات شاسعة من الكون درجة الحرارة تكاد تصل إلى
درجة الصفر المطلق (بمقياس كلفن)* حيث تتوقف المادة عن الحركة نجدها
في مراكز النجوم ترتفع لتصل إلى ملايين الدرجات بنفس المقياس وهنا
تكون حركة «المادة» في أعنف حالاتها . ثم علينا أن تعدل نظرتا بآن ندخل
في الحسبان القوى الأخرى كقوى الجذب والضغط وقوى المجال المفناطيسي
لكبح جماح حركة المادة العنيفة.
أن مفهوم الزمن وحده في الكون مختلف عن مفهومنا له .. فالزمن بالنسبة
لنا امتداد بين ماض وحاضر ومستقبلكشارع ذي اتجاه واحد . وقد كونا
هذا المفهوم من ترتيب أحداث متتابعة.. والحدث يعني الحركة.. فكل شيء
في الكون من أصفر جسيمات الذرة إلى أكبر المجرات يتحرك.. وكل شيء
يتحرك يحمل زمنه معه.. والأسرع حركة هو الأطول عمرا بمعنى أن سرعة
حركة تجعل زمنه بطيئًا نسبيا بالنسبة لما يتحرك حوله (ببطم اكثر منه) +
وسيرى القارئئ في هذا الكتاب كيف أن الزمن يبطوٌ عند أفق حدث الثقب
بالحركة تغييرا آخر . فحسب مفهومنا المعتاد إذا حدث حدث واحد ورآد
شخصان فانهما يريانه في آن واحد؛ ولكن لو فرض أن كان أحد المراقبين
يتحرك بسرعة كبيرة بيتما المراقب الآخر ثابت في مكانه فان رؤية المراقبين
للحدث الواحد لا تكون متواقتة. أي لا يرياته في نفس الوقت. والعكس
واحد ورآهما مراقب يسير بسرعة
ومن الصموبات التي تصادفنا في دراسة الكون أننا لا نملك أن نمسك
تقنع يما تستطيع استخلاصه من آدلة (غير مباشرة في معظمها) بالوسائل
من أخذ بعض هذم الأدلة غير المباشرة ومحاولة بناء نموذج رياضي افتراضي
لما يمكن أن تكون عليه هذه الأجرام وذلك بمتابعة التسلسل المنطقي الرياضي
(0 2 درجة متوية تح الصف