سرعة التحرر والنجوم السوداء

هي السرعة التي تحتاج إليها المسابير الفضائية كي تفلت من تأثير جاذبية الأرض. إنها سرعة تفوق تلك التي تكون عليها الأقمار الصناعية إبان وضعها في المدار، علماً ان هذه الأقمار تبقى حبيسة الجاذبية الأرضية.

إذا قمت برمي كرة بعيداً بقوة الذراع ، فإنها ستسقط على الأرض مجدداً بعد ان ترسم مساراً أهليليجيا . فهل بالإمكان رميها بما يكفي من القوة لإرسالها إلى الفضاء؟

يتبين من خلال إعمال قانون نيوتن للجاذبية ان ذلك ممكن شرط ان تعطى لهذه الكرة لحظة القذف بها سرعة تبلغ 2.11 كلم / ث . وهذه السرعة ، التي تسمى سرعة التحرر.

إن سرعة التحرر تتزايد بتزايد كتلة الكوكب الذي يراد مغادرته. فهي تساوي مثلاً 2.4 كلم / ث على سطح القمر، و 618 كلم/ث على سطح الشمس.

في هذا السياق ، قام عالم الجيولوجيا الانجليزي جون ميتشيل ⁽¹⁾ ، ثم الرياضي الفرنسي بيير سيمون دو لابلاص⁽²⁾ بصياغة الاستدلال الآتي (الذي صاغه الأول عام 1783، ثم تبناه الثاني على نحو مستقل عام 1798): لا شيء يمنعنا من الاعتقاد بأن الكون يحتوي على نجوم كتلتها من الضخامة بحيث تجعل سرعة التحرر على سطحها أعلى من سرعة الضوء ، التي تبلغ 300000 كلم/ث. وفي هذه الحالة، سيتعذر على الضوء نفسه ان يفلت من قوة جذب هذه الكواكب التي ستبدو عندئذ سوداء من بعيد، وهو ما سيجعل التي ستبدو وعندئذ سوداء من بعيد، وهو ما سيجعل منها عبارة عن "نجوم سوداء" نوعاً ما. وبناءً على ذلك ، فقد تصور هذان العالمان ان القدر الأكبر من المادة التي يحويها الكون قد يكون خفياً محجوباً عن أعيننا.

وقد كان لزاماً أن تظل هذه النجوم السوداء، التي الأصل فيها للأسف أنها غير مرئية، وهيئة التأمل النظري الصرف، الامر الذي نال من العناية بها وحد من الاهتمام بها. ومع ذلك ، فهذه الفكرة التي مفادها ان هناك كواكب من الضخامة بحيث تستطيع ان تحبس الضوء هي فكرة قيض لها ان تبعث وترى النور من جديد في إطار النظرية الحديثة التي وضعها أينشتاين في الجاذبية.

____________________________________________

(1) جون ميتشيل (1793-1724) عالم إنجليزي تخصص في الفيزياء والفلك والجيولوجيا. بعض أعماله تمت إعادة اكتشافها من قبل علماء الفلك في السبعينيات من القرن العشرين. وهو يعد من مؤسسي علم الزلازل الحديث.

(2) ببير سيمون دو لابلاص (1827-1749): عالم فرنسي سطع نجمه في حقول الرياضيات والفلك والفيزياء. يعد من اشهر أقطاب العلم في عهد نابليون، حيث كانت له إسهامات كبرى في مباحث شتى من الرياضيات والفلك ونظرية الاحتمالات . أثر أيما تأثير في معاصريه، خاصة بتأكيده فكرة الحتمية. ويرجع إليه الفضل في ظهور مبحث الفلك الرياضي، خاصة بفضل مصنفه الميكانيكا السماوية.