يلعب الزخم الزاوي دورًا مهمًا في تكوين الثقوب السوداء، وهي ظاهرة تحدث عندما يستنفد نجم ضخم وقوده النووي وينهار تحت تأثير جاذبيته. يؤثر التفاعل بين الجاذبية والزخم الزاوي خلال هذه العملية بشكل كبير على النتيجة النهائية، وتحديد خصائص وخصائص الثقب الأسود الناتج.
تأثير الزخم الزاوي على تكون الثقب الأسود
- يشير الزخم الزاوي إلى الحركة الدورانية التي يمتلكها جسم ، مثل النجم ، والتي تنشأ من الحفاظ على الزخم أثناء تكوينه. عندما يصل نجم ضخم إلى نهاية دورة حياته ، يتقلص اللب بسبب قوى الجاذبية ، مما يؤدي إلى زيادة سرعة دوران النجم. مع انهيار النواة ، يفرض الحفاظ على الزخم الزاوي أن معدل دوران النجم سيزداد بشكل كبير مع انخفاض حجمه.
- يؤثر الحفاظ على الزخم الزاوي بعمق في تكوين الثقوب السوداء. إذا كان للنجم زخم زاوي ابتدائي منخفض نسبيًا ، فإن قوى الجاذبية هي المهيمنة ، ويؤدي انهيار اللب إلى تكوين ثقب أسود غير دوار أو ثقب شوارزشيلد الأسود. هذا النوع من الثقب الأسود ليس له زخم زاوي ويتميز بتفرد في مركزه وأفق حدث لا يمكن لأي معلومات أو مادة أن تفلت منه.
- من ناحية أخرى ، إذا كان النجم المنهار يمتلك قدرًا كبيرًا من الزخم الزاوي ، فإن قانون الحفظ يضمن استمرار هذا الدوران حتى بعد تكوين الثقب الأسود. ينتج عن هذا إنشاء ثقب أسود دوار أو ثقب أسود كير. تتميز الثقوب السوداء Kerr بتفردة تدور ، وأفق حدث ، و ergosphere – وهي منطقة تُجبر فيها الكائنات على الدوران في نفس اتجاه الثقب الأسود.
- يؤثر وجود الزخم الزاوي أيضًا على استقرار الثقوب السوداء. ستؤدي الاضطرابات الصغيرة في بيئة الثقب الأسود غير الدورية إلى عدم تغييره إلى حد كبير. ومع ذلك ، تستجيب الثقوب السوداء الدوارة بشكل مختلف بسبب سحب الإطار – التواء الزمكان حول جسم دوار ضخم. يعزز هذا التأثير التفاعل مع المادة المحيطة وقد يؤدي إلى انبعاث موجات الجاذبية.
في الختام ، يلعب الزخم الزاوي دورًا محوريًا في تكوين وخصائص الثقوب السوداء. يعتمد ما إذا كان الثقب الأسود يتحول إلى ثقب غير دوار أو دوار على الزخم الزاوي الأولي للنجم المنهار. يعد فهم هذه التأثيرات أمرًا بالغ الأهمية في الفيزياء الفلكية ودراسة أكثر الأشياء غموضًا وقوة في الكون.
