علم الفلك

ظاهرة تأثير الأرض على الزمان والمكان المحيط بها أثناء دورانها حول نفسها

2006 موسوعة علم الفلك والفضاء2

شوقي محمد صالح الدلال

KFAS

علم الفلك

سحب الزمكان (spacetime)* المحيط بجسم دوار في اتجاه حركته الدورانية نفسها ، وهو ما يعرف أيضاً بسحب الهياكل العطالية .

وتؤثر الأرض على الزمان والمكان المحيط بها أثناء دورانها حول نفسها ولكن بمقدار ضئيل يصعب قياسه ، ويزداد تأثير هذه الظاهرة حول الأجرام السماوية الدوارة كبيرة الكتلة، ويأخذ هذا التأثير قيمة كبيرة حول الثقوب السوداء الدوارة.

فعلى سبيل المثال يجد رائد الفضاء وهو جالس في مركبته الفضائية القريبة من الثقب الأسود أن مركبته أخذت في الدوران في اتجاه دوران الثقب الأسود نفسه.

 

ويزداد معدل سرعة الدوران كلما اقتربت المركبة منه، وأفضل طريقة لفهم سحب الثقوب السوداء للهياكل العطالية حولها هو ما يعرف بتجربة المصباح الوميضي .

يصدر هذا المصباح ومضة من الضوء تنتقل في الفضاء المحيط به على شكل كرة يكون المصباح في مركزها ، ويفترض أولاً أن الثقب الأسود مجرد من الحركة الدورانية (ثقب شوارزشايلد الأسود) .

يبين الشكل (ا) الكرة الضوئية المنبعثة من المصباح الوميضي عند مسافات مختلفة من الثقب الأسود ، فبعيداً عن الثقب الأسود يكون الزمكان مسطحاً ويبقى مركز الكرة الضوئية منطبقاً تماماً على مصدر الضوء.

 

ولكن عندما يقترب المصباح شيئاً فشيئاً من الثقب الأسود تنجذب الكرة الضوئية بشكل متزايد نحوه ، وعندما يبلغ المصباح أفق الحدث تكون الكرة الضوئية قد انزاحت كلية عنه وأصبحت بين المفردية (singularity) والمصباح، كما هو مبين في الشكل .

ولنفرض الآن تكرار التجربة نفسها بالقرب من ثقب أسود دوار ، كما هو مبين في الشكل (ب) .

فبعيداً عن الثقب الأسود يكون الزمكان مسطحاً وينطبق مصدر الضوء على مركز الكرة الضوئية المنبعثة ، تماماً كما هو في التجربة السابقة ، ولكن عندما يقترب المصباح من الثقب الأسود يظهر تأثيران متزامنان.

 

وكما هو الحالة السابقة يسحب المجال الجاذبي للثقب الأسود الضوء نحو الداخل ، ولكن لأن للثقب حركة دورانية ، وكما هو مبين في الشكل فإن هذين التأثيران يجعلان الكرة الضوئية تنسحب نحو الداخل وحول الثقب في الوقت نفسه.

ويزداد تاثير هذه الظاهرة كلما اقتربنا من الثقب الأسود ، وتوجد منطقة فوق أفق الحدث حيث تكون الكرة الضوئية منزاحة تماماً عن مصدر الضوء .

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق