يمكن للضوء المدار ثقب أسود؟

Send

بما أن الثقوب السوداء هي أقوى بقع الجاذبية في الكون بأكمله ، فهل يمكن أن تشوه الضوء لدرجة أنه يذهب فعليًا إلى المدار؟ وكيف سيبدو لو استطعت البقاء على قيد الحياة واتباع الضوء في هذه الرحلة حول ثقب أسود؟

كان لدي هذا السؤال الرائع من عارض. هل يمكن للضوء أن يدور حول ثقب أسود؟

فكر في هذه التجربة الفكرية التي شرحها نيوتن لأول مرة. تخيل أن لديك مدفعًا يمكنه إطلاق مدفع بعيد. ستطير الكرة إلى الأسفل ثم تصطدم بالأوساخ. إذا أطلقت على المدفع بقوة أكبر ، فستطير أكثر قبل أن تصطدم بالأرض. وإذا تمكنت من إطلاق المدفع بقوة كافية وتجاهل مقاومة الهواء - فستنتقل على طول الطريق حول الأرض. ستكون المدفع في المدار. إنها تسقط نحو الأرض ، لكن انحناء الأرض يعني أنها تسقط باستمرار فوق الأفق.

هذا لا يعمل فقط مع المدافع ورواد الفضاء والأقمار الصناعية ، ولكن مع الضوء أيضًا. كان هذا أحد الاكتشافات الكبيرة التي حققها أينشتاين حول طبيعة الجاذبية. الجاذبية ليست قوة جذابة بين الجماهير ، بل هي في الواقع تشويه الزمكان. عندما يسقط الضوء في جاذبية جسم ضخم ، ينحني ليتبع انحناء الزمكان.

المجرات البعيدة ، والشمس ، وحتى الأرض الخاصة بنا سوف تتسبب في انحراف الضوء عن مسارها من خلال تشويه الزمكان. لكن الجاذبية المذهلة لثقب أسود يمكن أن تربط الزمكان بالعقد. ونعم ، هناك منطقة حول الثقب الأسود حيث يضطر الفوتونات حتى للسفر في مدار. في الواقع ، تُعرف هذه المنطقة باسم "المجال الفوتوني".

من مسافة بعيدة بما يكفي ، تعمل الثقوب السوداء مثل أي جسم ضخم. إذا استبدلت الشمس بثقب أسود من نفس الكتلة ، فإن أرضنا ستستمر في الدوران بنفس الطريقة تمامًا. ولكن كلما اقتربت أكثر فأكثر من الثقب الأسود ، يحتاج الجسم المداري إلى التحرك بشكل أسرع وأسرع أثناء دورانه حول الجسم الضخم. المجال الفوتوني هو المدار المستقر النهائي الذي يمكن أن يكون حول ثقب أسود. والضوء فقط ، يتحرك بسرعة جيدة ، يمكن أن يكون موجودًا بالفعل على هذا الارتفاع.

تخيل أنك يمكن أن توجد في مجال الفوتون في الثقب الأسود. وهو ما لا يمكنك ، لذا لا تحاول. يمكنك توجيه مصباحك في اتجاه واحد ، ورؤية الضوء خلفك ، بعد أن كان يدور بالكامل حول الثقب الأسود. ستستحم أيضًا في إشعاع جميع الفوتونات التي تم التقاطها في هذه المنطقة. قد يكون الضوء المرئي جميلًا ، لكن أشعة إكس والأشعة غاما ستطبخك مثل الفرن.

تحت مجال الفوتون سترى الظلام فقط. أسفل هناك أفق الحدث ، نقطة اللاعودة للضوء. وفوق ذلك ، سترى الكون مشوهاً بفعل الجاذبية الهائلة للثقب الأسود. سترى السماء بأكملها في عرضك ، حتى النجوم التي عادة ما تحجبها الثقب الأسود ، وهي تلتف حول جاذبيتها. سيكون مكانًا رائعًا ومميتًا ، ولكن من المؤكد أنه سيسقط تحت أفق الحدث.

إذا استطعت الدخول في مجال الفوتون ، فما نوع التجارب التي تريد القيام بها؟ اخبرنا في التعليقات أدناه.