استخراج الطاقة من الثقوب السود خيال

إعداد: إبراهيم باهو
من يعلم قد تنضب كل مصادر الطاقة في العالم يوماً ما، وقد تصبح الأرض باردة للغاية لنعيش في شتاء أبدي، وللبقاء على قيد الحياة والحفاظ على الحضارة الإنسانية علينا القيام بترتيبات معينة، قد يكون أولها البحث عن شمس بديلة أو كوكب بديل عن الأرض للحصول على الطاقة والحرارة، هنا نتحدث عن موضوع تخيلي وقد يكون مبالغ فيه أصبح يشغل اهتمام العديد من علماء الفيزياء والفضاء لشكل الحياة المستقبلية وكيفية استخراج الطاقة من مصادر غير شبه مستحيلة، وبحسب هؤلاء العلماء فإن مع اندثار الشمس من الأرض المصدر الرئيسي للطاقة لابد للبشر البحث عن مصادر بديلة ومن هذه المصادر اللجوء إلى إنتاج الطاقة من الثقوب السود التي لا يزال وجودها محيراً للكثير من العلماء .
يبدو أن استخراج الطاقة من الثقوب السود أمراً مستحيلاً، بل إنها آمال كاذبة، فبحسب قوانين الفيزياء فإن الثقب الأسود الذي يكتنفه ما يسمى بأفق الحدث (أي المنطقة التي تحيط بالثقب) لا تؤثر الحوادث ضمنه بالملاحظ الخارجي أي أن الضوء المنبعث من أفق الحدث لا يمكن أن يتجاوز هذا الحد للوصول إلى الراصد الخارجي وبالتالي لا يمكن أخذ الطاقة منه بسبب الثقالة والجاذبية الهائلة للثقب الأسود، وإن أي جسم يمر من هذا الأفق مصيره الزوال، وكما هو معروف فإن الثقوب السود بأن أي شيء يدخلها لا يخرج منها سواء كانت نيازك أو كويكبات أو نجوم حتى الضوء لا يستطع الخروج منها بفعل جاذبيتها الخاصة .
ويستند العلماء في تخيلاتهم إلى استخراج الطاقة من الثقوب السود نتيجة ملاحظتهم لوجود تيارات طاقة عالية من هذه الثقوب، ففي 2012 استطاع علماء من أوروبا من مشاهدة تيار طاقة منبعثاً من أحد الثقوب السود في الفضاء الكوني هو الأغنى بالطاقة حتى الآن . وأوضح وقتها باحثو المرصد الأوروبي بمدينة جارشينج القريبة من ميونيخ جنوبي ألمانيا أن هذا النجم الزائف حسبما يوصف في علم الفلك يقذف كتلة تبلغ نحو 400 شمس سنوياً في الفضاء وبالتحديد بسرعة 30 مليون كيلومتر في الساعة .
ويقول الباحثون إن هذا التدفق السدمي يحتوي على طاقة أكثر مليوني مرة من طاقة شمسنا، أي ما يعادل مئة ضعف أشعة مجرة درب اللبانة، ما يعني انبعاثات طاقة هائلة حسبما أوضح رئيس فريق الباحثين ناهوم أراف من جامعة فيرجينيا للعلوم التطبيقية . والنجوم الزائفة هي مراكز بالغة السطوع لمجرات شديدة البعد والنشاط، يعتقد الباحثون أن هذه النجوم عبارة عن ثقوب سود هائلة الحجم، كما يستند العلماء في تخيلاتهم أيضاً إلى إشعاع هوكينغ hawking radiation أو ما يسمى أيضاً بإشعاع بيكشتاين هاوكينغ وهو إشعاع حراري تتنبأ الفيزياء بأنه يصدر عن الثقوب السود نتيجة لظواهر كمومية، وسمي هذا الإشعاع نسبة إلى العالم البريطاني الشهير ستيفن هاوكينغ الذي برهن نظرياً على وجود هذه الإشعاعات سنة 1974 . وأحياناً أيضاً تنسب إلى العالم المكسيكي جاكوب بيكشتاين الذي تنبأ بأن الثقوب السود لها حرارة واعتلاج محدود وليست صفراً، ويعتقد أن إشعاع هوكينغ هو ما يتسبب في تقلص الثقوب السود واضمحلالها .
إذا كان فهمنا الحالي للفيزياء الفلكية والنظرية النسبية صحيحاً، فان دوران الثقوب السود سيكون حقيقية فعلية وهذه الثقوب السود تتكون عندما لا يستطيع النجم مقاومة قوة الجاذبية الخاصة به فتضغطه تلك القوة إلى نقطة يحدث فيها انكسار لنسيج الزمكان وبما إن النجوم تدور في الفضاء فإن للحفاظ على حفظ الزخم (وهو قانون فيزيائي يقصد به حفظ كمية الحركة يعتمد على مبدأين مهمين بالنسبة لحركة الأجسام وخصوصاً في حالة تصادم الأجسام تصادماً مرناً، والتصادم المرن هو التصادم الذي تبقى فيه طاقة الحركة على صورتها من غير أن يتغير جزء منها إلى صورة أخرى للطاقة، مثل الطاقة الحرارية أو طاقة داخلية ديناميكية عندما يؤدي التصادم إلى اعوجاج أو تكسير أو أي تغيير في شكل الأجسام المصطدمة فإن الثقب الأسود نفسه يجب أن يحتوي على زخم زاوي (كمية حركة زاوية) بقيمة لا تساوي الصفر .
نظرياً فإن أي شيء بما فيه الطاقة نفسها يمر عبر ما يسمى بأفق الحدث للثقب الأسود فإنه لا يمكنه العودة، لكن طبقاً لعلماء الفيزياء البريطانيين روجر بلاندفورد ورومان زنجاك وروجر بنروز فان الطاقة يمكن أن تستخرج من الثقب الأسود نفسه .
فإذا استطاعت الإنسانية يوماً استكشاف المجرة وتمكنت من العثور على ثقب أسود فقد يصبح مصدراً ممكناً للطاقة ولكن حالياً فتظل تلك الأفكار نظريات جديرة بالاهتمام ولكن خارج قدرات البشر العملية وتوجد العديد من الطرق والوسائل التي طرحت لعمل هذا الأمر .
من الناحية الجوهرية فإن الثقب الأسود هو موصل هائل يدور في مجال مغناطيسي كبير جداٌ والذي ينتجه ما يسمى ال (accretion disk) نوع من الأقراص النجمية الدوارة وهو عبارة عن حزام من الغاز والغبار الكوني يدور حول ثقب أسود بفعل الجاذبية) حيث يوجد جهد مستحث بين أقطاب الثقب الأسود ومنطقة الاستواء، والنتيجة في نهاية المطاف هي أن هناك قدرة ضائعة عن طريق إبطاء دوران الثقب الأسود .
هنالك اقتراحات لاستخدام حلقة فائقة التوصيل لاستغلال المجال المغناطيسي من أجل إنتاج الطاقة ولكن لا يوجد حتى الآن أية براءات اختراع أو أوراق علمية يمكنها في هذا الوقت أن تدعم تلك الاقتراحات ومثل هذه الاقتراحات هي نظرية وعلى الأرجح هي مجرد تخمينات في أسوء الأحوال، وحتى لو وجد هذا التطبيق طريقه فإنه من الضروري أن يكون باستخدام ثقب أسود معين .
مثل ثقب أسود كبير دوار مع قرص نجمي ينتج عنه مجال مغناطيسي كبير بما فيه الكفاية، وفي الحقيقة فحتى لو أمكننا الوصول إلى ثقب أسود فلا تزال هناك عقبات كبيرة فهناك عقبات هندسية جوهرية وغيرها من العوامل التي من شأنها أن تمنع استخدام الثقوب السود كمصادر للطاقة .
يوجد هناك عديد من الطرق لاستخراج الطاقة من الثقب الأسود، ولكن مع اللحظة الحالية في تاريخ البشرية بما تملكه من موارد وتكنولوجيا متوافرة فإن مثل تلك المجهودات قد لا تكون عملية على الإطلاق، وذلك ليس فقط بسبب عدم قدرتنا على الخروج من النظام الشمسي في الوقت الحالي ولكن أيضاً لعدم قدرتنا على إيجاد سبل لاستغلال هذه الخصائص والسلوكيات المعينة التي تنفرد بها الثقوب السود، وبالرغم من ذلك فتظل هذه الأفكار مثيرة للاهتمام حتى يحين الوقت الذي يحدث فيه تطورات جدية في مجال تكنولوجيا الفضاء والأبحاث في الطرق التي يمكن بها إنتاج طاقة قابلة للاستخدام من طاقة الثقوب السود وقد يظل الأمر خيالاً علمياً مثيراً للاهتمام لفترة طويلة وربما للأبد .
ويذهب بعض من العلماء في تخيلاتهم لما هو أبعد من خلال بناء مصاعد الفضاء لاستخراج الطاقة من الثقوب السود المصعد الفضائي الذي كان يعد ضرباً من ضروب الخيال العلمي تقنية مختارة لهذا الغرض بدأها مؤلف قصص الخيال العلمي، البريطاني آرثر سي كلارك في إحدى رواياته عام 1979 .