من كويكبات تستطيع القضاء على أصناف أحياء كامة، إلى رشقات أشعة جاما والنجوم العظيمة التي تهدد القضاء على الحياة على الأرض، يزخر الفضاء الخارجي بقوى قادرة على جلب الدمار على كوكبنا الصغير. إلا أنه يوجد شيء في الفضاء يبدوا أكثر رعبًا مقارنة بأي من تلك القوى شيء يستطيع أن يزيل أي شيء يأتي بالقرب منه. هل يمكن أن يبتلع ثقب أسود الأرض؟
From asteroids capable of destroying entire species, to gamma-ray bursts and supernovae that could exterminate life on Earth, outer space has no shortage of forces that could wreak havoc on our tiny planet. But there’s something in space that seems more terrifying than any of these – something that wipes out everything it comes near. Could the Earth be swallowed by a black hole?
الثقب الأسود هو شيء ذو كثافة عالية جدًا حيث يتغير الوقت والفضاء حوله بشكل لا يمكن الفرار منه، يصبحان ملتويان ويسحبان لحفرة ليس لها نهاية. لا شيء، ولا حتى الضوء، يمتلك السرعة الكافية للهرب من قوة الجاذبية للثقب الأسود عند تجاوزه حدًا معينًا، يسمى بأفق الحدث. ولذا فإن الثقب الأسود يشبه مكنسة كهربائية كونية بقدرات لا نهائية، يلتهم كل شيء يقف في طريقه ولا يستطيع أي شيء الهرب منه.
A black hole is an object so dense that space and time around it are inescapably modified, warped into an infinite sink. Nothing, not even light, can move fast enough to escape a black hole’s gravitational pull once it passes a certain boundary, known as the event horizon. Thus, a black hole is like a cosmic vacuum cleaner with infinite capacity, gobbling up everything in its path, and letting nothing out.
لكي نحدد هل يستطيع ثقب أسود أن يبتلع الأرض، يجب علينا أولًا أن نعرف أين تتواجد. ولكن كيف يمكننا معرفة الإجابة وهي لا يصدر منها أي ضوء؟ لحسن الحظ، نحن قادرون على رؤية تأثيرها على الفضاء حولها. حين تقترب المادة من ثقب أسود، يتسبب حقل الجاذبية الهائل في جعل المادة تتحرك بسرعة كبيرة. وهذا يتسبب في انبعاث كمية هائلة من الضوء. وبالنسبة لأشياء بعيدة كفاية ولا يتم إبتلاعها، فإن الجاذبية القوية الهائلة تأثر على مداراتها. إن لاحظنا بضعة نجوم تدور حول نقطة يبدوا أنها فارغة، فعلى الأغلب أن ثقبًا أسودًا هو السبب. وكذلك، فإن مرور الضوء بالقرب من أفق الحدث سيتسبب في انحرافه في ظاهرة تسمى عدسة الجاذبية.
To determine whether a black hole could swallow the Earth, we first have to figure out where they are. But since they don’t emit light, how’s that possible? Fortunately, we’re able to observe their effect on the space around them. When matter approaches a black hole, the immense gravitational field accelerates it to high speed. This emits an enormous amount of light. And for objects too far away to be sucked in, the massive gravitational force still affects their orbits. If we observe several stars orbiting around an apparently empty point, a black hole could be leading the dance. Similarly, light that passes close enough to an event horizon will be deflected in a phenomenon known as gravitational lensing.
جميع الثقوب السوداء التي عثرنا عليها يمكن أن توضع ضمن مجموعتين رئيسيتين. ذات الحجم الصغير، تسمى تكتل ثقب أسود نجمي، لديه كتلة أكبر من شمسنا قد تبلغ حتى 100 مرة. وهي تتكون حين يستهلك نجم عملاق كامل وقوده النووي الموجود ويبدأ قلب النجم بالانهيار. وقد لاحظنا بعض هذه الثقوب على بعد ما يقارب 300 سنة ضوئية، وقد يكون هناك ما يقارب 100 مليون ثقب أسود صغير في مجرة درب التبانة فقط. هل يجب أن نكون قلقين؟ غالبًا لا. بالرغم من كتلتها الكبيرة، الثقوب السوداء النجمية يبلغ قطرها 300 كيلومتر أو أقل، ما يجعل فرص التعرض المباشر لها ضئيلًا للغاية. على الرغم من ذلك، فإن مجالها الجاذبي يمكن أن يؤثر على كوكب ما من مسافة بعيدة، ما يجعل هذه الثقوب خطيرة حتى وإن لم يحصل اصطدام مباشر. لو اقترب مسار ثقب أسود نجمي من مسار كوكب نبتون، فسيتغير مسار الأرض بشكل كبير، وستكون عواقبه وخيمة.
Most of the black holes that we’ve found can be thought of as two main types. The smaller ones, called stellar mass black holes, have a mass up to 100 times larger than that of our sun. They’re formed when a massive star consumes all its nuclear fuel and its core collapses. We’ve observed several of these objects as close as 3000 light-years away, and there could be up to 100 million small black holes just in the Milky Way galaxy. So should we be worried? Probably not. Despite their large mass, stellar black holes only have a radius of around 300 kilometers or less, making the chances of a direct hit with us miniscule. Although because their gravitational fields can affect a planet from a large distance, they could be dangerous even without a direct collision. If a typical stellar-mass black hole were to pass in the region of Neptune, the orbit of the Earth would be considerably modified, with dire results.
على الرغم من ذلك، فإن حجمها الصغير مقارنة بحجم المجرة الكبير يعني أنه لايوجد ما نقلق بشأنه عندما يتعلق الأمر بالثقوب السوداء النجمية. ولكننا يجب أن نتحدث عن النوع الثاني: الثقوب السوداء الهائلة. حيث أن حجمها أكبر بملاين أو مليارات المرات مقارنة بحجم شمسنا وقد يبغ قطر أفق الحدث الخاص بها مليارات الكيلومترات. نمت هذه العمالقة حتى وصلت إلى هذه الأبعاد الهائلة باندماجها مع ثقوب سوداء أخرى وابتلاع مادتها. على العكس من أقربائها النجمية، فإن الثقوب السوداء الهائلة لا تتجول في أنحاء الفضاء. بل أنها تقبع في مراكز المجرات، بما فيها مجرتنا نحن. يدور نظامنا الشمسي في مدار مستقر حول ثقب أسود هائل وهو يقبع في منتصف مجرة درب التبانة، على مسافة آمنة تبلغ 25 ألف سنة ضوئية. إلا أن هذا يمكن أن يتغير. إن تصادمت مجرتنا مع مجرة أخرى، يمكن أن تقذف الأرض باتجاه مركز المجرة، قريب بما فيه الكفاية للثقب الأسود الهائل ويتم ابتلاعها في النهاية. في الواقع، من المتوقع أن مجرة أندروميدا سوف تتصادم مع مجرتنا بعد 4 مليارات سنة من الآن، وهو ما قد يكون خبر غير مفرح لكوكبنا الأم.
Still, the combination of how small they are and how vast the galaxy is means that stellar black holes don’t give us much to worry about. But we still have to meet the second type: supermassive black holes. These have masses millions or billions times greater than that of our sun and have event horizons that could span billions of kilometers. These giants have grown to immense proportions by swallowing matter and merging with other black holes. Unlike their stellar cousins, supermassive black holes aren’t wandering through space. Instead, they lie at the center of galaxies, including our own. Our solar system is in a stable orbit around a supermassive black hole that resides at the center of the Milky Way, at a safe distance of 25,000 light-years. But that could change. If our galaxy collides with another, the Earth could be thrown towards the galactic center, close enough to the supermassive black hole to be eventually swallowed up. In fact, a collision with the Andromeda Galaxy is predicted to happen 4 billion years from now, which may not be great news for our home planet.
ولكن قبل أن نحكم عليهم بقسوة شديدة، فإن الثقوب السوداء ليست مجرد أداة للتدمير. بل لعبت دورًا محوريًا في عملية تكوين المجرات، اللبنات الأساسية لكوننا. فهي ليست شخصيات جانبية في مسرحية كونية، فقد ساهمت الثقوب السوداء بشكل أساسي في جعل الكون مكانًا مشرقًا ومذهلًا.
But before we judge them too harshly, black holes aren’t simply agents of destruction. They played a crucial role in the formation of galaxies, the building blocks of our universe. Far from being shadowy characters in the cosmic play, black holes have fundamentally contributed in making the universe a bright and astonishing place.