ما العلاقة بين الكتلة والكثافة والحجم والجاذبية ؟
ما العلاقة بين الكتلة والكثافة والحجم والجاذبية ؟
جدول المحتويات
ما العلاقة بين الكتلة والكثافة والحجم والجاذبية ؟
ما العلاقة بين الكتلة والكثافة والحجم والجاذبية ؟
ما العلاقة بين الكتلة والكثافة والحجم والجاذبية؟ لماذا يتحول الجسم إلى ثقب أسود فقط عند ضغطه ؟
الكثافة هي ببساطة الكتلة تقسيم الحجم, تقاس مثلا بكيلوغرام/متر مكعب, أي انها تعطيك وزن مكعب من المادة حيث طول كل ضلع من المكعب متر واحد.
الثقب الاسود لا ينشأ (في الطبيعة) نتيجة ضغط, بل نتيجة إنهيار ثقالي, من حيث المبدأ هذا مشابه للضغط, ولكن عادة عندما نقول ضغط, نقصد أننا نضغط على الشيئ من الخارج, ولكن عندما ينشئ الثقب الأسود الطبيعي, فلا يوجد ما يضغط عليه من الخارج (حيث من حوله مجرد فراغ في الفضاء), في حين الانهيار الثقالي يعني أن الجسم ينهار على نفسه بسبب ثقله الهائل, كما ينهار الجسر أو البناية نتيجة ثقلها, و ليس لأن أحدهم ضغط عليها. (على اية حال, عملية الانهيار هذه معقدة جدا, لذا لن أخوض في تفاصيلها).
كلما زادت كتلة الجسم, زادت قوة جاذبيته, لذلك جاذبيتك صغيرة جدا بجاذبية الكرة الارضية, و جاذبية الكرة الارضية صغيرة جدا مقارنة بجاذبية الشمس.
الثقب الأسود بالتعريف, هو الشيئ الذي يملك “أفق الحدث”, وهو عبارة عن كرة وهمية, بداخلها مادة ما شديدة الكثافة, الي الحد أن كثافتها تولد جاذبية هائلة لدرجة أنه حتى أشعة الضوء لا تسطيع الهروب منها! بنفس الطريقة كيف انك لاتسطيع الهروب من سطح الأرض بالقفز, فهي ترجعك اليها لكونها ثقيلة ولها جاذبية كبيرة, في حين سرعة قفزتك ضئيلة, لذا علينا أن نقوم بوضعك في صاروخ سريع ليستطيع الإفلات من جاذبية الأرض. بنفس الطريقة هو أفق الحدث, مع إختلاف هو أنه جاذبية الثقب الأسود, شديدة لدرجة أنه من غير الممكن أبتكار أي صاروخ, حتى لو سار بسرعة الضوء نفسها, بحيث أنه يتمكن من الإفلات من الجاذبية كما فعلنا على الأرض.
لذلك, أذا أخذنا جسم ما, وضغطناه لحد أنه يصبح صغير جدا, ولكن طبعا كتلته تبقى ذاتها, فأن هذا يعني أن كتلة مكعب من مادته تصبح كبيرة جدا, حيث اننا حشرنا في هذا المكعب مادة أكثر و أكثر, و صغرنا هذا المكعب, و بالتالي تزداد كثافته, و عند حد معين من الحشر (يسمى حد شوارتشليد, حسب العالم الذي إكتشفه نظريا), ستصبح جاذبية هذا الجسم بقرب سطحه هائلة جدا (لاحظ هنا أنه من الهام وجود كتلة كبيرة في حجم صغير, فوجود مادة كثيرة ولكن في حجم كبير ايضا, كالنجوم, غير كافي لنشوء ثقب أسود, و بالتالي من الأفضل القول أننا نحتاج لمادة بكثافة هائلة, بدلا من القول أننا نحتاج لكتلة كبيرة في حجم صغير), و هذه الجاذبية الهائلة تمنع حتى الضوء من الافلات منها, و بالتالي حصلنا على افق الحدث.
