سیاه چاله ها

صفحه اصلی تبیان شبکه اجتماعی مشاوره آموزش فیلم صوت تصاویر حوزه کتابخانه دانلود وبلاگ فروشگاه اینترنتی

انجمن ها > انجمن نجوم > صفحه اول بحث

لطفا در سایت شناسائی شوید!

نجوم (بازدید: 13486)

miniman001

19 بحث

سه شنبه 4/4/1387 - 0:1 -0 تشکر 44763

سیاه چاله ها

اگر در یک شب صاف با چشم غیر مسلح به آسمان بنگریم تعدادزیادی ستاره، سیاره، ماه، ماهواره را مشاهده می کنیم، حالا فرض کنیم با یک تلسکوپ کوچک در حال مشاهده آسمان هستیم، در این حالت ممکن است چند خوشه ستاره ای، تعدادی سحابی یا اجرام آسمانی دیگر را ببینیم، بعد از این که با چشم غیر مسلح و تلسکوپ کوچک آسمان را مناظره کردیم با یک رادیو تلسکوپ عظیم در نیومکزیکو (VLA) یا در کالیفرنیا به رصد آسمان می پردازیم در این صورت سطح ماه یا سیارات دیگر نزدیک زمین، غول سرخ، کوتوله سفید یا یک کوازار را می بینیم به وسیله عکس های که تلسکوپ های فضایی یا فضا پیماهای بدون سرنشین از ابرنواختران، خوشه های کهکشانی، سیارات، کهکشانها یا سحابی های دور دست، شهاب سنگ ها، ستاره دنباله دار و چیزهای دیگر در اختیار ما گذاشته اند درباره آنها اطلاعاتی را کسب می کنیم اما اجرام آسمانی هستند که باهیچ وسیله ای قابل رویت نیستند مگر اینکه به وسیله نور دیده شوند این اجرام که سیاه چاله نام دارند در صورتی که در حال بلعیدن یک ستاره پرنور باشند دیده خواهند شد. هنگام جذب ستارگان و اجرام آسمانی دیگر توسط سیاه چاله، مقداری اشعه x و پرتوهای گاما (در سیاه چاله های ریز) تولید می شود که دانشمندان توانسته اند به وسیله دستگاه های پیشرفته این امواج نامرئی را رصد کنند در واقع هدف این مقاله ایجاد تفکری درست در مورد سیاهچاله ها، چگونگی تشکیل آن، ویژگی های مادی، اختلالات حاصل از آن در فضا و زمان، نظریات مهم مطرح شده توسط دانشمندان در طول قرن های مختلف و نتیجه گیری از آنها می باشد.جسم سیاه فوق العاده متراکم:می دانیم که هر چقدر اجسام چگالی بیشتری داشته باشند قدرت جاذبه شان هم بیشتر می شود مثلا اگر زمین ما چگالی اش از این حد هم بیشتر می شد موشک های ساخته شده، سوخت و انرژی بیشتری نیاز داشتند تا بتوانند از جاذبه زمین فرار کنند حال اگر جسمی را تصور کنیم که فوق العاده فشرده و پرچگال باشد که حتی نور، یعنی سریعترین چیز در کیهان هم نتواند از تله گرانش آن بگریزد، به تراکم و جاذبه نامحدود سیاه چاله ها پی خواهیم برد.تصویر سیاه چالهدر واقع علت اینکه سیاه چاله ها، اجرامی سیاه هستند این است که آنها نوری را که دارند جذب می کنند و چون همان ستاره هایی هستند که سوخت هسته ای آنها به اتمام رسیده، پس فاقد انرژی بوده و تنهابرتری آنها نسبت به اجرام دیگر آن است که جاذبه بیشتری دارند.چگونگی تشکیل سیاه چاله ها:هر آغازی پایانی دارد و هر تولدی مرگسحابی هایی که در فضا به طور معلق هستند عامل تشکیل ستاره های جدید می باشند اگر در نزدیکی یک سحابی ستاره ای در حال منفجر شدن باشد موجی که از انفجار آن ستاره به سحابی برخورد می کند باعث می شود که یک قسمت از سحابی چگالی بیشتری داشته باشد (سحابی ها در حالت عادی چگالی همگن دارند.) یعنی اتم های هیدروژن به یکدیگر می پیوندند و ملکول هیدروژن تولید می کنند و به این ترتیب آن قسمت متراکم تر می شود. در این حالت یک نیرو به طرف داخل سحابی و یک نیرو به طرف خارج آن وارد می شود که نیروی رو به داخل آن به تراکم گاز و غبار تشکیل دهنده ستاره مربوط است (هرچقدر جرم زیادی گاز و غبار در ابعاد کوچک جمع شود نیروی گرانش بیشتر می شود.) اگر نیرویی که به طرف بیرون وارد می شود طوری باشد که قسمت چگال تر بتواند از سحابی جدا شود ستاره پدید می آید البته وقتی نیروی خارجی که ستاره تازه تشکیل شده به سحابی و نیرویی که سحابی به ستاره مورد نظر وارد می کند برابر باشد ستاره به شکل کره در می آید در هسته ستاره که هم جوشی هسته ای صورت می گیرد چهار هسته اتم هیدروژن به یک هسته اتم هلیم تبدیل می شود که در این واکنش چند گرم از آن به صورت انرژی آزاد می شود.gr)]96/3) He => H+H+H+H (gr4) ، 04/0 گرم نیز به صورت انرژی آزاد می شود.[ البته در ستارگانی که دمای هسته آنها زیاد است عناصر سنگین تر دیگری مثل کربن هم تولید می شود مقدار انرژی حاصل از هم جوشی هسته ای از رابطه E=mc2 انیشتین قابل محاسبه است (E انرژی آزاد شده و m جرم ماده مورد نظر C سرعت نور)ستاره ها میلیونها یا میلیاردها سال به همین ترتیب به بقای خود ادامه می دهند اما زمانی که دیگر هیدروژنی برای تولید انرژی باقی نمانده باشد مرگ ستاره فرا می رسد در اواخر عمر ستارگان آنها به غول سرخ تبدیل می شوند یعنی ستاره ابتدا منقبض می شود بعد آن قدر انرژی ذخیره شده زیاد می شود که ستاره را منفجر می کند در این حالت چون دما کاهش می یابد رنگ ستاره به سرخی می گراید.ستارگانی که به اندازه خورشید یا کوچکتر هستند به کوتوله سفید تبدیل می شوند (جسم کوچک گرم) که طبق محاسبات انجام شده توسط دانشمندان مشخص شده که یک قاشق چایخوری از ماده کوتوله سفید به اندازه 3 الی 4 تن جرم دارد. اما اگر اندازه ستاره 4/1 برابر جرم خورشید باشد ستاره نوترونی پدید می آید در این نوع ستاره، الکترون و پروتون با هم ترکیب شده و نوترون تولید می شود. که یک قاشق چایخوری آن برابر 5 میلیون تن سنگینی دارد.اگر جرم ستاره مد نظر 3 تا 5/3 برابر جرم خورشید باشد آن ستاره به سیاه چاله تبدیل می شود . و این اتفاق زمانی رخ می دهد که ستاره سوخت هسته ای خود را به طور کامل تمام کرده است و در نیتجه نیروی گرانش موجود در خود آن بر ستاره غلبه کرده و باعث فرو ریزش آن به داخل و تشکیل سیاه چاله می شود. از این موضوع می توان نتیجه گرفت که سیاه چاله ها از ستارگان بسیار متراکم و پرجرم و بزرگ به وجود می آید و خورشید هیچگاه به سیاه چاله تبدیل نمی شود.تصویری ازسیاه چالهمنبعCourtesy ESA, NASA.Hot Liquid Magma. Comنظریات دانشمندان راجع به سیاه چاله ها:1-نظریه انحنای فضا – زمان انیشتین (در سال 1917):فرض کنید بر روی یک تشک گلوله سنگینی می اندازیم در این حالت خواهیم دید که گلوله حالت انحنایی روی تشک ایجاد کرده است حال اگر توپ کوچکی را هم روی تشک رها کنیم این توپ از انحنای ایجاد شده عبور کرده و پیش گلوله خواهد افتاد. ماجرای سیاه چاله ها هم طبق نظریه نسبیت عام انیشتین درست به همین صورت است به طوری که جرم زیاد سیاه چاله ها باعث انحنای فضا – زمان می شود و اجرام را به طرف خود می کشد و یک حلقه زمانی در سیاه چاله ایجاد می شود که اگر فرضاً شما از این حلقه عبور کنید احساس خواهید کرد زمان دچار اختلال شده است و فردا همان دیروز می شود که در این حالت هر روز شما به عقب برمی گردید.تصویر انحنای فضا-زمانمنبع: نجوم به زبان ساده

مایردگانی

2-نظریه وجود سیاه چاله های ریز:

این نظریه در سال 1971 توسط استفن ویلیام هاوکینگ(Steven wiliam Hawking) ارایه شد طبق گفته هاوکینگ در آغاز پیدایش جهان (و زمان) که مهبانگ (Bjg bang) رخ داد تعدادی از ذرات معلق در فضا به علت فشار و چگالی بسیار زیاد ماده به یکدیگر پیوسته و سیاه چاله های ریز (mini – blackholes) را که اندازه بعضی از آنها برابر اندازه یک سیاره می باشد و بعضی دیگر به قدری کوچک و پرچگال هستند که تقریباً به اندازه یک پروتون حجم و در حدود یک میلیارد تن جرم دارند. و می توان اینطور توجیه کرد که تشکیل سیاه چاله های ریز در واقع به خاطر وجود شرایط جوی استثنایی، در آن زمان اتفاق افتاده است. بنابر محاسبات انجام شده توسط هاوکینگ، برخی از اختر شناسان تصور می کنند که اگر سیاه چاله های ریزی که در زمان مهبانگ تشکیل شده اند، وجود داشته باشند احتمالاً باید در زمانهای نه چندان دور منفجر شوند که اگر این اتفاق بیفتد پرتوهای گاما تولید خواهند شد که می توان با دستگاههای پیشرفته آنها را رصد کرد.استفن هاوکینگ این نظریه را با استفاده از ترکیب نظریه نسبیت عام انیشتین و مکانیک کوانتومی مطرح کرده است.3-محاسبات و نظریات کارل شوآرتسشیلد:نظریه شوآرتسشیلد که در سال 1916 ارایه شد. بیانگر آن است که وقتی جرم زیادی از ماده در جسم کوچکی جمع شود ماده حاصله بسیار متراکم خواهد شد که این همان مفهوم سیاه چاله می باشد.شعاع شوآرتسشیلد (انحنای فضا - زمان)یعنی فاصله مرکز تا شعاع قسمتی که نور در آن محوطه قادر به فرار نمی باشد را به این دلیل که اولین بار شوآرتسشیلد آن را محاسبه کرد به نام شعاع شوآرتسشیلد خواندند. طبق این محاسبات دانشمندان امکان وجود تکینگی (Singularity) (محلی که اجرام بلعیده شده توسط سیاه چاله در آنجا ته نشین می شوند) را مطرح کردند. که در این محل دیگر قوانین نیوتون و انیشتین کارساز نمی باشد. علاوه بر اینها در بیرونی ترین قسمت سیاه چاله ها مرزی وجود دارد که افق پدیده (Event Horizon) نامیده می شود که اگر چیزی به آن وارد شود ناچار به طرف مرکز سیاه چاله رانده خواهد شد.4-نظریه تبخیر سیاه چاله ها:

این نظریه نیز توسط استفن هاوکینگ بیان شد و گفته شد که مقداری از انرژی گرانشی سیاه چاله ها که از حد شعاع شوآرتسشیلد هم فراتر می روند قسمتی از جرم آنها را نیز به همراه خود می برند که این موضوع باعث می شود سیاه چاله ها به مرور زمان تبخیر شوند اما میزان تبخیر به جرم اولیه سیاه چاله بستگی دارد که هر چقدر چگال تر باشد میزان بدست آوردن جرم (با ربایش بیشتر) بالاتر از موقعی هست که جرم خود را از دست می دهد بنابراین عملاً این گونه سیاه چاله ها از لحاظ جرمی ثابت باقی می مانند ولی در سیاه چاله های کوچکتر این موضوع بر عکس می باشد. چگونگی و مراحل جذب اجرام توسط سیاه چاله ها:زمانی که یک جرم آسمانی مثلاً ستاره ای در نزدیکی سیاه چاله ای قرار می گیرد، مراحل زیر اتفاق می افتد: 1-ابتدا گاز و غبار ستاره که قسمت های کم چگال آن هستند به صورت حلقه ای دور سیاه چاله می گردند و به مرور جذب آن می شوند 2 – سیارات و قمرهای ستاره و در صورت امکان منظومه آن، ذوب و کم چگال شده و در داخل سیاه چاله فرو می روند و در نهایت 3 – خود ستاره شکار سیاه چاله خواهد شد.شکل نشان دهنده مکش ستاره ایبه داخل سیاه چاله است.منبعCourtesy ESA, NASA.Hot Liquid Magma. Com نتیجه گیری:تاکنون انسان توانسته است هزاران هزار چیز مختلف را در این جهان شناسایی کند اما باز هم میلیاردها میلیارد چیز دیگر در قلب عالم هستی نهفته هست. هر یک از دانشمندان سعی در این دارند که حداقل یکی از درهای رو به علم را بگشایند و هر محقق هم تلاش می کند کلید هر یک از این درها را پیدا کند.تحقیق در مورد سیاه چاله ها که یکی از هزاران اجرام پیچیده و شگفت انگیز در این جهان هستند امری مهم هست. اطلاعات قطعی ما در مورد سیاه چاله ها بسیار اندک است چون آنها قابل رویت نیستند و جاذبه زیادی دارند و چیزی نمی تواند به آنها نزدیک شود در غیر اینصورت تبدیل به انرژی شده و جذب سیاه چاله می شوند اما سوالهای زیادی که شاید هنوز جوابی برای آنها پیدا نشده در ذهن ما و سایر علاقه مندان به نجوم باشد از جمله اینکه: 1-آیا می توان گفت که چگونگی عمل مثلث برمودا و عمل سیاه چاله ها مشابه است؟2-آیا سیاه چاله ها در فضا حرکت می کنند؟ در غیر اینصورت، چگونه می توانند ستاره ها یا اجرام آسمانی دیگر را به خود جذب کنند، مگر ستاره ها مدار مشخصی ندارند اگر چنین باشد ستاره باید در اولین گردش خود به دور مدارش در تله سیاه چاله بیفتد.3-آیا سیاه چاله ها با گرانش بیشتر می توانند سیاه چاله های کم جاذبه را ببلعند؟4-آیا سیاه چاله های کوچکتر به دور سیاه چاله های بزرگتر مرکزی می گردند؟به نظرم 1-پایان جهان این گونه می شود که سیاه چاله ها با هم ادغام شده و کل جهان را می بلعند و خودشان در دنیا می مانند. 2-احتمالاً سیاه چاله ها دارای هسته ای هستند که انرژی های جذب شده به آن جا منتقل می شود و طبق قوانین فیزیک که بیانگر این است هر جسم برای حرکت به انرژی نیاز دارد پس می توان گفت که سیاه چاله های چرخان به کمک این انرژی می چرخند.3-وجود کرم چاله ها غیر ممکن می باشد چون طبق نظریات مطرح شده قبلی سیاه چاله ها از ستاره ها پدید می آیند و در واقع همان ستارگان بزرگ مرده هستند که در موقع غول سرخ بودن و تبدیل به سیاه چاله شدن، دریچه ای به جهان دیگر نمی گشایند این نظریه در صورتی ممکن است که سیاه چاله ها اجسامی ساکن باشند و از جرم آسمانی دیگر تشکیل نشده باشند که این هم بعید به نظر می رسد. منابع و مآخذ:1-ساختار ستارگان و کهکشانها - نوشته پاول هاچ.2-سیاه چاله ها – نوشته آیزاک آسیموف.

3-Black Holes: The Final Abyss: Credits: ESA , NASA and Felix Mirabel- Hot Liquid Magma. Com

زندگی زنگ تفریح است ساعت بعد حساب داریم....

بعدی

1 از 3

کل آیتم ها 26
برو به صفحه

anoshe357

7 بحث

جمعه 14/4/1387 - 22:51 - 0 تشکر 46589

سیاهچاله چیست؟یک حفره فضایی جسمی است که سرعت گریزآن بیشترازسرعت نور باشد . سرعت گریز به حداقل سرعتی گفته میشودکه یک جسم باید دارا باشد تا بتواند از جاذبه جسم دیگر بگریزد . برای گریزازنیروی جاذبه زمین،سرعت یک جسم باید به بیش از 40000 کیلومتردر ساعت برسد اما برای گریز ازحفره ی سیاه سرعت جسم باید به بیش از سرعت نور که حدود 300000 کیلومتر در ثانیه است برسد یعنی سرعت آن بیش از یک میلیارد و هشتاد میلیون کیلومتر در ساعت باشد.برای رسیدن به چنین سرعتی به طور طبیعی یک مشکل اساسی وجود داردوآن اینست که فقط نورچنین سرعتی دارد و چیزهایی که مثل انسان و سفینه فضایی ازماده ساخته شده باشند حتی نمی توانند حدود آن سرعت را داشته باشند به همین دلیل هیچ چیزی نمی تواند از حفره سیاه بگریزد.اگر نور نتواند از حفره سیاه بگریزد این بدین معنی است که ما قادر به دیدن آن نخواهیم بودو درنتیجه نمی توانیم بفهمیم که چه چیزی درحفره سیاه اتفاق می افتد .درحقیقت عقاید ما درمورد حفره های سیاه ازتئوری کلی نسبیت آلبرت انیشتین منشا می گیرد برای دانشمندان مسلم است که درون حفره سیاه فعل و انفعلات فیزیکی زیادی انجام میگیرد. حفره های سیاه بازمانده از ستارگان عظیمی هستند که سوختشان به اتمام رسیده وبه اصطلاح مرده اند البته فقط ستارگانی که حجم آنها بیش از سه برابر خورشید خودمان است.حفره های سیاه بوجود می آورند . بعضی ازاین ستارگان عظیم منفجر شده وبه صورت یک سوپرنوای درخشان درمی ایند بعضی سوپرنواها به طور کامل منفجر شده و چیزی از خود باقی نمی گذارنداما بعضی دیگر درمرکز خودشان فرو میریزند و همه مواد در آنها باهم محکم برخورد وبه هم می چسبند بستگی به اینکه مرکزآنها چقدر عظیم وحجیم باشد سوپرنواها تبدیل به نوترون شده ویاتبدیل به حفره های سیاه میشوند.به این خاطر مانمی توانیم خودحفره های سیاه راببینیم ،ممکن است فکر کنیم که پیدا کردن آنها غیرممکن است . اما به کمک فناوری های ستاره شناسی ،اولین آنها در سال 1972 میلادی کشف شد نام این حفره Cyghus-1 ومتعلق به کهکشان راه شیری است باوجود این که خود حفره های سیاه دیده نمی شوند اما تاثیر قوه جاذبه عظیم آنها برستاره های نزدیکشان را می توان بررسی کرد همیشه یک ستاره با سوپرنوا جفت میشود و گازهای حاصل ازآن ستاره به صورت مارپیچی به داخل سوپرنوا بلعیده می شوند . حرکت مارپیچی گازها تصویریک حفره سیاه را در مرکز سوپر نوا به وجود می آورند و بدین جهت است که آنرا حفره سیاه می نامند.

As long as you can stand and see do not give up

esteghlalghahraman

16 بحث

شنبه 15/4/1387 - 23:30 - 0 تشکر 46735

سرانجام زمین ما هم توسط یکی از همین سیاه چاله ها بلعیده خواهد شد.

گرهمسفرعشق شدي مرد سفر باش

Mamal92

198 بحث

يکشنبه 16/4/1387 - 1:49 - 0 تشکر 46757

به نام خدایی که همیشه در قلب ماست

با سلام

مطلب جالب بود و مفید، ولی جناب مینی من بهتر بود مطالب رو بخش بندی میکردین و در چند بخش قرار میدادین، اینطوری حوصله برای خوندن مطلب بیشتر میشد، و در مورد مطالب سرکار خانم انوشه، مطالب ایشون هم جالب بود، ولی طولانی بودن هر دو مطلب خسته کننده هست، بهتره مطالب رو بخش بندی بشه، تا خسته کننده نباشه و گیرایی مطلب بیشتر باشه، منتظر مطالب جالب تر هستم

التماس دعا

كار ما نیست شناسائی "راز" گل سرخ
كار ما شاید این است
كه در "افسون" گل سرخ شناور باشیم...

miniman001

19 بحث

جمعه 4/5/1387 - 22:31 - 0 تشکر 49221

فرضیه سیاهچاله حتی در میان شگفت انگیزترین پیشرفت های اخیر اختر فیزیك نظری موقعیت برجسته ای دارد. قرن بیستم زمانی بود كه كشفیات خارق العاده در فیزیك و اختر شناسی همواره به كشفیات دیگری كه خارق العاده تر بودند، منجر گردیده است. در عین حال آنها دوره دیگری را در گسترش علوم طبیعی مشخص می سازند. تعداد كمی از این كشفیات از نظر جذابیت با فرضیه سیاهچاله‌ها قابل قیاس هستند. چنین عجیب به نظر می آید كه در فضا سوراخ و در سوراخ سیاهچاله ها وجود داشته باشند ! طبق نظریه نسبیت عام ، نیروهای گرانشی از خواص فضا هستند. مسئله قابل توجه فقط این نیست كه جسمی در فضا وجود دارد بلكه این جسم مشخص كننده هندسه فضای اطرافش می باشد. انیشتین در این مورد می گوید: همیشه عقیده بر این بوده اگر تمام ماده جهان معلوم شود، زمان و فضا باقی می مانند، در حالی كه نظریه نسبیت تاكید می كند كه زمان و فضا نیز همراه با ماده نابود می گردند. بنابراین ، جرم با فضا ارتباط دارد. هر جسمی باعث می شود كه فضای اطرافش انحنا پیدا كند. ما به سختی متوجه چنین انحنایی در زندگی خود می شویم، زیرا با جرم های نسبتا كوچكی سروكار داریم. ولی در میدان های گرانشی بسیار قوی ، مقدار انحنا ممكن است قابل توجه باشد. تعدادی از رویدادهایی كه اخیرا در فضا مشاهده شده اند، نشان می دهند كه احتمال تمركز مقادیر جرم در بخش های كوچكی از فضا وجود دارد. اگر ماده ای با جرم معین به اندازه ای متراكم شود كه به حجم كوچكی تبدیل گردد و آن حجم برای چنین ماده‌ای بحرانی باشد، ماده تحت تاثیر گرانش خود شروع به انقباض می نماید. با انقباض بیشتر ماده ، فاجعه گرانشی گسترش می‌یابد و آنچه كه فرو ریختن گرانشی نامیده می شود، آغاز می گردد. تمركز ماده در این فرآیند افزایش می یابد و طبق نظریه نسبیت ، انحنای فضا نیز به تدریج بیشتر می گردد.
سرانجام لحظه ای فرا می رسد كه هیچ پرتوئی از نور ، ذره و نشانه فیزیكی دیگر نمی تواند از این قسمت كه دچار فروریختن جرم شده ، خارج گردد. این جسم به عنوان سیاهچاله شناخته شده است. شعاع جسم در حال فرو ریختن كه به یك سیاهچاله تبدیل می گردد، شعاع گرانشی نامیده می شود. این شعاع برای جرم خورشید سه كیلومتر و برای جرم زمین 9/0 سانتی متر است.

اگر خورشید در اثر انقباض به كره‌ای با شعاع سه كیلومتر تبدیل شود، به صورت یك سیاهچاله در می آید. گرانش در سطح جسمی كه شعاعش با شعاع گرانشی جرم آن برابر می باشد، فوق‌العاده شدید است. برای غلبه بر نیروی گرانشی لازم است سرعت فرار افزایش یابد، كه مقدار آن بیشتر از سرعت نور می باشد. طبق نظریه خاص نسبیت كه اكنون قابل قبول است، در جهان هیچ چیز نمی تواند با سرعت بیشتر از سرعت نور حركت كند. به همین دلیل سیاهچاله ها اجازه نمی دهند هر چیزی از آنها خارج گردد. از سوی دیگر ، سیاهچاله می تواند ماده را از فضای اطراف به درون خود ببلعد و بزرگتر شود. برای توضیح تمام پدیده هایی كه مربوط به سیاهچاله می شوند، فرضیه عام نسبیت لازم می باشد. بر اساس این نظریه ، گذشت زمان در میدان گرانشی قوی آهسته می باشد. برای ناظری كه در خارج سیاهچاله قرار دارد، افتادن یك جسم به درون سیاهچاله مدت طولانی متوقف می گردد. در چنین حالتی ناظر فرضی در ارتبط با عمل انقباض واقعا تصویر كاملا متفاوتی را مشاهده خواهد نمود. ناظر در حالی كه در ظرف مدت محدودی به شعاع گرانشی می رسد، سقوطش ادامه می یابد، تا آنكه به مركز سیاهچاله برسد. ماده در حال فروریختن ، پس از گذشتن از شعاع گرانش به انقباض ادامه می دهد. طبق اختر فیزیك نظری جدید ممكن است سیاهچاله ها مرحله پایانی زندگی ستارگان جسیم باشند. مادامی كه یك منبع انرژی در ناحیه مركزی ستاره فعالیت می نماید، درجات حرارت بالا باعث انبساط گاز و جدا شدن لایه های بالائی آن می شود. در عین حال ، نیروی گرانشی عظیم ستاره این لایه ها را به سوی مركز می كشاند. پس از آن كه سوخت تامین كننده واكنش‌های هسته‌ای به مصرف رسید، درجه حرارت در ناحیه مركزی ستاره به تدریج پایین می آید. در این مرحله تعادل ستاره به هم می خورد و ستاره تحت تاثیر نیروی گرانشی خود منقبض می گردد. تكامل و تغییر بیشتر آن به جرمش بستگی دارد. طبق محاسبات اگر جرم ستاره سه تا پنج برابر جرم خورشید باشد، مرحله پایانی انقباض آن ممكن است باعث فروریختن گرانشی و تشكیل سیاهچاله گردد.

زندگی زنگ تفریح است ساعت بعد حساب داریم....

sooooorena

0 بحث

دوشنبه 7/5/1387 - 13:54 - 0 تشکر 49669

ممنون خیلی جالبو مفید بود اگه ممکنه منبعش هم اعلام کنید

miniman001

19 بحث

دوشنبه 7/5/1387 - 13:58 - 0 تشکر 49670

منبع مطلب : آسمان پارس

زندگی زنگ تفریح است ساعت بعد حساب داریم....

Homanshadi

3 بحث

دوشنبه 21/5/1387 - 0:45 - 0 تشکر 51660

سلام به دوستای خوبم. فقط میخواهم بدون هیچگونه هجوی شروع کنم... (راستی! من هومن هستم که به اشتباه اسمم علیرضا درج شده.عضر میخوام که باید بگم: تا تبیان درستش کنه ، تحملش کنید!!!)

همه چیز در مورد یك سیاهچاله

جمعه 28 تیر 1387 / 18 جولای 2008 ... سیاه چاله تمرکز عظیمی از جرم است که نیروی جاذبه آن مانع عبور اجسامی که از افق رویداد آن-نه آنهایی که از تونل کوانتومی(شعاع هاوکینگ) می گذرند-می شود.نیروی گرانش آن قدر شدید است که سرعت گریز از افق رویداد آن بیشتر از سرعت نور است.این مطلب بر این دلالت دارد که ...

سیاه چاله تمركز عظیمی از جرم است كه نیروی جاذبه آن مانع عبور اجسامی كه از افق رویداد آن-نه آنهایی كه از تونل كوانتومی(شعاع هاوكینگ) می گذرند-می شود. نیروی گرانش آن قدر شدید است كه سرعت گریز از افق رویداد آن بیشتر از سرعت نور است.این مطلب بر این دلالت دارد كه هیچ چیز حتی نور در افق رویداد سیاهچاله قادر نیست از جاذبه آن فرار كند. هر چند ، این تئوری وجود دارد كه كرم چاله باعث می شود كه جسمی بتواند از سیاه چاله بیرون آید. واژه سیاه چاله گسترده است، بنابراین به یك چاله در معنای حقیقی اشاره نمی كند بلكه به مكانی از فضا اشاره می كند كه هیچ چیز از آن مكان بیرون نمی آید. وجود سیاه چاله در جهان توسط مشاهدات نجومی به خصوص مطالعه اشعه X بیرون آمده از تششعات فعال كهكشانی و تششعات دودوئی به طور كامل به اثبات رسیده است.

* تاریخچه:

مفهوم جسمی عظیم كه حتی نور نیز نمی تواند از آن فرار كند توسط زمین شناس انگلیسی جرج مایكل در سال 1783 در برگه ای كه به جامعه سلطنتی فرستاده شد بیان شده است. در آن زمان نظریه ی گرانشی نیوتون و مفهوم سرعت گریز قطعی و واضح بود. مایكل محاسبه كرد كه روی سطح جسمی با شعاع500 برابر بزرگتر از شعاع خورشید با همان چگالی خورشید سرعت گریز برابر سرعت نور است بنابر این چنین جسمی غیر قابل دیدن می باشد.

طبق گفته ی خود او : اگر شعاع كره ای با چگالی برابر چگالی خورشید 500 برابر شود و جسمی از ارتفاع نا محدود بر روی آن سقوط كند سرعت سقوط بر روی سطح آن از سرعت نور نیز بیشتر خواهد بود. اگر نور نیز به تناسب جرم سكونش توسط این نیرو (در مقایسه با نیروی سایر اجسام) كشیده می شد تمام نوری كه از جسم ساطع می شد به سبب گرانش زیاد به جسم باز می گشت.

هر چند تفكر او بعید بود اما مایكل بر این عقیده بود كه اجسام غیر قابل رؤیت بسیاری در كیهان وجود دارند.

در سال 1796 ریاضی دان فرانسوی پیر سامون لپیس مشابه چنین عقیده ای را در كتاب اول و دوم خود سیستم جهان ترویج داد. این عقیده در كتاب های بعدی تكرار نشد. تمام عقیده ای كه در قرن 19 توجه اندكی به آن شد این بود كه از آن جایی كه گمان می رفت نور دارای جرمی اندك است نیروی جاذبه تداخلی در آن ندارد.

در سال 1915 انیشتین نظریه ی جاذبه خود را با نام نظریه ی جاذبه عمومی انتشار داد. قبل از آن وی نشان داد كه جاذبه در نور تداخل دارد. چند ماه بعد كارل شوارتسشیلد راه حلی برای مبحث جاذبه چنین اجرامی ارائه داد كه نشان می داد آنچه را ما اكنون به نام سیاه چاله می شناسیم به طور تئوری امكان وجود دارد. شعاع شوارتسشیلد همان شعاع افق رویداد سیاه چاله های ساده است كه در گذشته به درستی درك نمی شد.خود شوارتسشیلد وجود آن را به طور فیزیكی قبول نداشت.

در سال 1920 سابراهمان چانداراشكار به این نتیجه رسید كه نظریه ی نسبیت خاص بیان می كند كه یك جسم غیر چرخان كه جرم آن 1.44 بار بیشتر از جرم خورشید است ( اكنون با نام حد شوارتسشیلد شناخته شده است) از آنجائی كه در ان زمان چیزی شناخته نشده بود كه مانع آن شود، متلاشی می شود . این نظریه با نظریه ی آرتور ادینگتون كه چیزی اجتناب ناپذیر مانع این متلاشی شدن است در تضاد بود. هر دو نظریه درست بودند. ار آنجایی كه جرم كوتوله ی سفید از حد چاندارشكار بیشتر بود متلاشی می شد و یك ستاره ی نوترونی را بوجود می آورد. هر چند یك ستاره نوترونی با جرم بیشتر از سه برابر جرم خورشید نیز در برابر متلاشی شدن ناپایدار است.

در سال 1939 رابرت آفنهیمر و اچ-سنیدر پیش بینی كردند كه ستارگان سنگین می توانند دستخوش یك تلاشی گرانشی مهیج شوند. بر این اصل سیاه چاله ها می توانند در طبیعت شكل بگیرند.این اجسام از آنجایی كه تلاشی می تواند به سرعت كاهش یابد و در نزدیكی شعاع شوارتسشیلد به قرمز میل كند زمانی ستارگان یخ زده نمامیده میشدند .ریاضیات نشان می دهند كه بیننده خارجی می تواند سطح ستاره را زمانی كه از آن شعاع عبور می كند در یك لحظه یخ زده ببیند.هر چند كه این اجسام نظری تا اواخر سال 1960 آن قدر ها مورد علاقه افراد نبود ، بسیاری از فیزیك دانان بر این عقیده بودند كه این ویژگی عجیبی از راه حل متانسب پیدا شده توسط شوارتسشیلد است و این اجسام متلاشی شده در طبیعت سیاه چاله را بوجود نمی آورد.

علاقمندی به سیاه چاله در سال 1967 به علت فعالیت های تجربی و نظری دوباره بالا گرفت. استفان هاكینگ و راجر پنرز ثابت كردند كه سیاه چاله ها خصوصیتی عام در نظریه ی گرانشی انیشتین است و نمی توان از اجسام متلاشی شونده دوری جست . علاقمندی ها در كمیته نجومی با كشف تپ اخترها دوباره تازه شد. مدت كوتاهی پس از آن استفاده از بیان سیاه چاله توسط جان ویلر ابداع شد.اشیاء كهن تر نیوتونی مایكل و لاپلاس با نام ستارگان تاریك شناخته می شوند تا آن ها را از سیاه چاله ها س نسبیت عام باز شناسیم.

* شواهد :

یك سیاه چاله (شبه آن) با جرم 10 برابر خورشید كه از 600 كیلومتری راه شیری دیده شده است.( دوربین افقی با زاویه باز 90 درجه)

* شكل:

نسبیت عام( مانند سایر نظریه های استاندارد در مورد جاذبه) تنها وجود سیاه چاله ها را اعلام نمی كند بلكه در واقع ایجاد آن ها را در طبیعت زمانی كه جرم كافی در قسمتی از فضا طی عملی با نام تلاشی جاذبه ای فشرده شود ، پیش بینی می كند . به عنوان مثال اگر شما خورشید را طوری فشرده كنید كه شعاع آن به 3 كیلومتر یعنی جهار میلیونیم اندازه اكنونش برسد به سیاه چاله تبدیل می شود.هنگامی كه جرم در مكانی از فضا افزایش می یابد جاذبه ی آن هم شدیدتر می شود – یا در زبان نسبیت فضا در اطراف آن با افزایش ناموزونی همراه خواهد شد. سرانجام جاذبه آن چنان شدید خواهد شد كه چیزی قادر به گریز از آن نخواهد بود ، یك افق رویداد تشكیل می گیرد و ماده و انرژی به اجبار در طی یك تلاشی تكینه می شوند.

تحلیل مقداری از این نظریه ما را به این پیش بینی می رساند كه بازمانده یك شبه ستاره كه جرمی بیشتر از 3 تا 5 برابر خورشید داشته باشد ( حد تولهام-آفنهیمر-ولكاف) به علت فشار تبهگنی قادر به ماندگاری به صورت ستاره نوترونی نیست و به ناچار در پی یك تلاشی به سیاه چاله تبدیل می شود. پیش بینی می شود كه این بازمانده های شبه ستاره ها با چنین جرمی سرانجام ستاره هایی با جرم 25-30 برابر خورشید است یا توسط افزایش جرم برای تبدیل به یك ستاره نوترونی تولید می شود.

تلاشی شبه ستاره ها میتواند سیاه چاله هایی را بوجود آورد كه حداقل 3 برابر جرم خورشید جرم دارند.سیاه چاله های با جرم كمتر از این مقدار فقط زمانی شكل می گیرند كه جرم آن ها تحت فشار كافی از منبعی جز جاذبه خودشان قرار گیرد. فشار زیادی كه در مراحل اولیه ی خلقت جهان گمان می شد احتمالاً نخستین سیاه چاله ها را بوجود آورد كه جرمی كمتر از جرم خورشید داشتند.

این باور وجود دارد كه سیاه چاله های بسیار پر جرمتر در مركز اكثر كهكشان ها شامل كهكشان راه شیری خودمان قرار دارند.این گونه سیاه چاله ها دارای جرمی معادل میلیون تا بیلیون برابر جرم خورشید هستند و چند راه برای تشكیل این گونه سیاه چاله ها وجود دارد. یك راه از طریق تلاشی ستارگان خوشه ای چگال است. راه دوم به وسیله ی مقدار زیادی از جرم است كه در حجم كوچك مثل دانه ی سیاه چاله تشكیل یافته از شبه ستاره ها متراكم می شوند . سومین راه از طریق تكرار تركیب سیاه چاله های كوچكتر است.

سیاه چاله های با جرم متوسط دارای جرمی بین سیاه چاله های پر جرم و سیاه چاله های تشكیل یافته توسط شبه ستاره ها یعنی در حدود هزار برابر جرم خورشید هستند. سیاه چاله های با جرم متوسط به عنوان منبع احتمالی اشعه های بسیار درخشان ایكس پیشنهاد شده است و در سال 2004 اكتشاف به نقطه رسید كه یك سیاه چاله های با جرم متوسط به دور سیاه چاله پر جرم صورت فلكی قوس 1 ( (Sagittarius A* در وسط كهكشان راه شیری می چرخد. این اكتشاف انكار شد.

مدل های قطعی یكپارچه شده ی چهار نیروی بنیادی به اطلاعات در مورد میكرو سیاه چاله ها در شرایط آزمایشگاهی امكان می دهد. این ادعا كه جاذبه با سایر نیرو ها یكپارچه شده با یكپارچگی سایر نیروهااز آنجا كه با انژی پلانك ( كه خیلی بیشتر است) در تضاد است قابل مقایسه است. این به ما امكان تولید سیاه چاله های بسیار كوتاه عمر در شتاب دهنده های كوچك زمینی را می دهد. هیچ گونه مدرك قطعی از تولید این گونه سیاه چاله در دست نیست در حالی كه یك نتیجه منفی محدودیت فشرده سازی برای اجسام بزرگ ابعاد را از نظریه های طولانی و مدل های فیزیك بیرون خواهد آورد.

* مشاهدات:

- اطلاعات در مورد تابش بیرونی از دیسك به هم فشرده یك سیاه چاله:

در نظریات ، هیچ جسمی حتی نور قادر به عبور به بیرون از افق رویداد یك سیاه چاله نیست هر چنر سیاه چاله ها می توانند با مقایسه پدیده های اطراف آن مانند جاذبه های ذره بینی ، تابش های كیهانی و ستارگانی كه به دور فضایی غیر قابل رؤیت می چرخند مشاهده شوند.

اثر بسیار آشكار از اجسامی است كه درون سیاه چاله می افتند كه پیش بینی می شود این اجسام در دیسكی به هم پیوسته بسیار داغ و چرخان جمع می شوند. این چسبندگی داخلی دیسك ها سبب گرمای بالا و خروج مقدار عظیمی از اشعه های ایكس و فرا بنفش می شود . این عمل بسیار مناسب است و 50 درصد انژی جرم سكون را برخلاف تركیبات هسته ای كه مقدار اندكی از جرم را به انژی تبدیل می كنند ، به تششع تبدیل می كند. اثر قابل مشاهده دیگر تابش های باریك ذرات در سرعت های نسبیتی بر فراز محور های دیسك است.

هر چند دیسك های به هم پیوسته و اشیای چرخان تنها به دور سیاه چاله ها شناخته نشدند و وجود آنها در اطراف اشیایی مثل ستارگان نوترونی و كوتوله های سفید هم مشاهده شده است ، مكانیك حركت این اشیاء نزدیك جذب كننده های غیر سیاه چاله ها بسیار شبیه مكانیك حركت اشیا نزدیك سیاه چاله هاست.این اكنون یكی از فعالترین و پیچیده ترین مباحث تحقیقی در فیزیك پلاسما و مغناطیس برای پی بردن به آنچه می گذرد است. از این رو برای بیشتر قسمت ها ، مشاهده دیسك های به هم پیوسته و حركت های مداری به ندرت نشان دهنده ی اجسام فشرده با چنان جرم هایی است در حالی كه در مورد طبیعت آن شیء بسیار اندك سخن می گوید. تشخیص یك شیء به عنوان سیاه چاله به فرضیات بیشتری نیاز دارد زیرا اشیای دیگر( یا سیستم مرزی اشیاء) نمی وتناد این چنین پر جرم و فشرده باشد. بیشتر متخصصین اخترفیزیك این مورد را از آنجایی كه بر اساس نسببت عام هر جرم متمركز با چگالی كافی در اثر تلاشی به سیاه چاله تبدیل می شود ، قبول دارند .

یكی از مهمترین تفاوت های مشاهدات سیاه چاله و سایر اشیای پر جرم فشرده این است كه هر ماده سقوط كننده به درون سرانجام در حالی كه سرعتی نسبیتی دارد در پی تصادم انتشار می كند همان طور كه انرژی جنبشی به گرمایی تبدیل می شود . به علاوه سوختن گرما هسته ای ممكن است بر روی سطح ساخته شده اجسام رخ دهد. این عمل اشعه های غیر عادی بسیار درخشان ایكس و سایر تششعات شدید را تولید می كند. بدین گونه نداشتن چنین درخشندگیهایی به دور دیسك های به هم پیوسته ی جرم بدون سطح كه ماده در آن جا جمع می شود به عنوان مدركی دال بر وجود سیاه چاله است.

اكنون یك اندازه در شواهد تقریبی ستاره شناسی برای طبقه یندی جرمی سیاه چاله ها وجود دارد:

- سیاه چاله های با جرم شبه ستاره ای با جرم یك ستاره معمولی ( 4 تا 15 برابر جرم خورشید)

- سیاه چاله های پر جرم با جرمی بین $105$ تا $1010$ جرم خورشید.

در واقع شواهدی هم برای سیاه چاله های با جرم متوسط كه جرمی بین چند صد تا چند هزار برابر جرم خورشید دارند وجود دارد . این سیاه چاله ها احتمالاً از منابع انتشار تششعات بسیار درخشان ایكس است

نمونه های سیاه چاله های با جرم شبه ستاره ها عمدتا با دیسك های به هم پیوسته ی با اندازه و سرعت طبیعی و بدون وجود روشنایی غیر عادی به جر برای دیسك های اطراف اشیای فشرده ، شناخته می شوند. سیاه چاله های با جرم شبه ستاره ها ممكن است عامل نشر اشعه گاما متوالی باشند ،این باور وجود دارد كه اشعه گاما متوالی كوتاه عمر به سبب تصادم ستاره های نوترونی كه با ادغام شدن آن ها سیاه چاله ها شكل می گیرند، نشر می شوند. مشاهده اشعه گاما متوالی كوتاه عمر بلند با حضور ابرنواخترها موجب نیل به این نتیجه می شود كه اشعه گاما متوالی كوتاه عمر بلند به سبب ستارگان تلاشی شونده – ستارگانی پر جرم كه هسته آن ها برای تشكیل دادن یك سیاه چاله از طریق كشش ماده احاطه كننده آن متلاشی می شود- نشر می شوند.

بنابراین اشعه گاما متوالی كوتاه عمر نشان دهنده تولد یك سیاه چاله جدید است كه آن كمكی برای جستجوی سیاه چاله هاست.

* نمایشی هنری از ادغام دو سیاه چاله

نمونه های ستارگان پر جرمتر ابتدا با توجه به تششعات فعال كهكشانی و كوازارها به وسیله ی رادیو نجومی در سال 1960 كشف شد. تبدیل مقدار كافی جرم به انرژی توسط اصطكاك در دیسك های به هم پیوسته ی سیاه چاله می تواند تنها توضیحی برای تولید مقدار زیادی انرژی توسط این اجسام باشد. در واقع مقدمه این نظریه در سال 1970 یك مخالفت عمده - كوازارها كهكشان هایی دور هستند یعنی هیچ دستگاه فیزیكی قادر به تولید چنین انرژی نیست -را رفع كرد.

بر طبق مشاهدات ستاره های محرك به دور مركز كهكشان در سال 1980 اكنون این باور وجود دارد كه در اكثر مراكز كهكشان ها همچنین كهكشان راه شیری ما سیاه چاله وجود دارد. به طور عمده اكنون مورد قبول است كه صورت فلكی قوس 1 ( (Sagittarius A* در مركز كهكشان راه شیری مكان یك سیاه چاله پر جرم است. مدارهای (ستاره ای) ستارگانی كه در فاصله ی حدود 3 یا 4 آ. یو ( AU = Astronomical Unit ) از
*Sagittarius A قرار دارند، عدم وجود هر گونه جسم به جز یك سیاهچاله در مركز كهكشان راه شیری را تایید میكند كه ما را بر این گمان میدارد كه قوانین استاندارد كنونی فیزیك صحیح میباشند.

تابش های خارج شده توسط كهكشان M87 در این تصویر گمان این را می برد كه بر اثر یك سیاه چاله پر جرم در مركز كهكشان بوجود آمده است.

این تصویر نشان می دهد كه ممكن است در مركز تمام كهكشان ها یك سیاه چاله پر جرم وجود داشته باشد و این سیاه چاله منتشر كننده مقدار عظیمی امواج گاز و غبار را در مركز كهكشان یكپارچه كرده است. – تا زمانی كه تمام جرم فرو برده شود و این عمل پایان یابد. این تصویر به زیبایی نشان می دهد كه چرا هیچ كوازاری وجود ندارد.

هر چنر كه جزئیات به خوبی مشخص نیست گمان می رود كه رشد سیاه چاله به رشد كره ای كه سیاه چاله در آن وجود دارد - كهكشان بیضوی یا برآمدگی كهكشان مارپیچی- ارتباط دارد.

در سال 2002 تلسكوپ هابل شواهدی از وجود یك سیاه چاله با جرم متوسط در خوشه های كروی M15 و G1 بدست آورد . این شواهد برای سیاه چاله ها از سرعت مداری ستاره های خوشه های كروی بدست آمد هر چند گروهی از ستارگان نوترونی هم چنین شواهدی را موجب می شوند.

* اكتشافات كنونی :

در سال 2004 منجمان 31 نمونه برای سیاه چاله های پر جرم با مطالعه كوازارهای تاریك بدست آوردند. رهبر گروه بیان داشت كه این مقدار 2 تا 5 برابر تعداد سیاه چاله های پیش بینی شده بود.

در جون سال 2004 منجمان یك سیاه چاله پر جرم را با نام Q0906+6930 در مركز كهكشانی در فاصله 12.7 بیلیون سال نوری از ما كشف كردند. این مشاهده نشان دهنده سرعت تشكیل سیاه چاله های پر جرم را در اوایل خلقت بیان داشت.

در نوامبر سال 2004 گروهی از منجمان اكتشاف اولین سیاه چاله با جرم متوسط را در مركز كهكشان ما بیان داشتند. این سیاه چاله در فاصله 3 سال نوری از صورت فلكی قوس 1 ( (Sagittarius A* قرار داشت. این سیاه چاله با جرمی معادل 1300 خورشیدكه در خوشه ای با هفت ستاره قرار داشت احتمالا بقایای یك ستاره پر جرم خوشه ای است كه به وسیله مركز كهكشانی جداسازی شده است. این مشاهدات می تواند تائید كننده این عقیده باشد كه سیاه چاله های پرجرم توسط جذب و بلعیدن سیاه چاله های كوچك تر و ستارگان نزدیك به آن ها رشد می كنند.

در فوریه سال 2005 یك ستاره آبی رنگ بزرگ با نام SDSS J090745.0+24507 در حالی كشف شد كه كهكشان راه شیری را با دو برابر سرعت گریز ( 0.0022 برابر سرعت نور ) ترك می كند. مسیر این ستاره ممكن است مركز كهكشان را در پی داشته باشد. سرعت بالای این ستاره نظریه ی وجود سیاه چاله پر جرم را در مركز كهكشان تائید می كند.

شكل میكروسیاه چاله ها در شتاب دهنده های كوچك به طور تجربی نه به طور قطعی انتشار یافته است. مدت طولانی است كه نمونه ای برای نخستین سیاه چاله مشاهده نشده است.

ویژگی ها و نظریات:

سیاهچاله ها به مفهوم نظریه ی عام نسبیت در انحنای فضا-زمان نیاز دارند. ویژگی برجسته آن ها بر اساس انحنای هندسی فضای اطراف آن ها بنا شده است.

افق رویداد :

سطح سیاه چاله با نام افق رویداد كه پوسته ای خیالی در اطراف جرم سیاه چاله است ، شناخته می شود. استفان هاوكینگ اثبات كرد كه توپولوژی افق رویداد یك سیاه چاله غیز چرخان یك كره است. در افق رویداد سرعت گریز معادل سرعت نور است. از این گذشته هر چیزی حتی یك فوتون به علت وجود جاذبه شدید در درون افق رویداد یك سیاه چاله قادر به گریز از آن نیست. ذرات خارج از این محدوده می توانند به درون آن سقوط كنند ، از افق رویداد بگذرند و دیگر هرگز قادر به بیرون آمدن از آن نیستند.

از آنحایی كه بینندگان خارجی به علت نسبیت عام كلاسیك قادر به كاوش درون سیاه چاله نیستند سیاه چاله ها كلا توسط سه پارامتر نشان داده می شوند : جرم ، تكانه زاویه ای و بار الكتریكی. این قوانین توسط جان ویلر در این جمله خلاصه شد: "سیاه چاله مو ندارد. " به این معنی كه هیچ ویژگی به جز جرم ، تكانه زاویه ای و بار الكتریكی وجود ندارد كه بتوان یك سیاه چاله را از دیگری تمیز داد .

انحنای فضا-زمان و چهارچوب مراجع:

اشیا در میدان های گرانشی كند شدن زمان – اتساع زمان - را تجربه می كنند. این پدیده به طور تجربی در راكت اسكات در سال 1976 تحقیق شد و برای مثال در سیستم GPS محاسبه شد. در نزدیكی افق رویداد اتساع زمان به سرعت رشد می كند. برای بینندگان دور حركت جسم سقوط كننده كند می شود و به افق رویداد نزدیك می شود اما هیچ گاه به آن نمی رسد. سرعت هیچ فوتون در حال گریزی كاهش نمی یابد یلكه تنها به قرمز میل می كند. از نظر چارچوب مرجع اجسام سقوط كننده جسم از افق رویداد می گذرد و در مدتی محدود به تكینگی مركز سیاه چاله می رسد.

درون افق رویداد :

فضا-زمان در افق رویداد یك سیاه چاله غیر چرخان پر نشدهبه علت این كه تكینگی سرانجام هر چیز است ، دارای ویژگی های عجیب است. ینابراین هر ذره ای بدون استثنا به طرف آن می رود ( پنروز و هاوكاینگ). این به این معنی است كه یك اشتباه خیالی در مفهوم غیر نسبیتی سیاه چاله ها همان طوری كه جان مایكل در سال 1783 پیشنهاد كرد وجود دارد. در نظریه ی مایكل سرعت گریز برابر سرعت نور است اما هنوز امكان بیرون كشیدن یك جسم با طناب از سیاه چاله وجود دارد. نظریه ی نسبیت عام این روزنه ها را از بین می برد زیرا وقتی جسمی درون افق رویداد قرار دارد خط زمانی آن در بر دارنده ی نقطه ای پایانی است كه به خود زمان ختم میشود (یعنی اینكه خط زمانی آن در انتهای خودش دارای نقطه ای به نام زمان هست)، و هیچ یك از خط های جهان ممكن، قادر به بیرون آمدن از افق رویداد (سیاهچاله) نیستند.. یك نتیجه این است كه خلبان یك راكت قوی كه از افق رویداد عبور كرد و برای گریز از تكینگی تلاش می كند در چهارچوب خود سریع تر به آن می رسد زیرا كوتاهترین خط بین دو نقطه (راه غیر تكینگی) راهیی است كه زمان مناسب را بیشینه می سازد.

همان طور كه یك جسم به تكینگی می رسد به طور شعاعی به سمت سیاه چاله كشیده می شود و عمود بر این محور فشرده می شود. این ویژگی كه با نام رشته درست كردن (spaghettification )- قسمتی از جسم كه نزدیك تر به تكینگی است تمایل بیشتری به آن دارد ( سبب كشیدگی در امتداد آن محورمی شود) و تمام قسمت های جسم در این جهت به تكینگی كه تنها در جهت متوسط جسم و درامتداد محور آن جهت گیری می كند( سبب فشردگی در جهت محور می شود ) می رسد - شناخته می شود به علت نیروهای جزر و مدی بوجود می آید .

* تكینگی:

در مركز سیاه چاله ، در درون افق رویداد نسبیت عام حضور یك تكینگی ، مكانی كه انحنای فضا-زمان و نیروی گرانشی نامحدود می شود ، را پیش بینی می كند.

تغییر دیدگاه در مورد طبیعت درونی سیاه چاله توسط پالایش آینده یا فرماندهی نسبیت عام ( مخصوصا گرانش كووانتومی)مورد انتظار است. اكثر نظریه ها تفسیر می كنند كه معادلات ریاضی تكینگی با نظریه های اخیر ناكامل است و باید ویژگی جدیدی وجود داشته باشد كه به تكینگی نزدیك شود.

نظریه ی سانسور كیهانی اثبات می كند كه تكینگی خالص در نسبیت عام وجود ندارد. این نظریه می گوید كه هر تكینگی در یك افق رویداد قرار دارد و نمی تواند كاوش شود.

یك عقیده دیگر این است كه تكینگی به علت انحنای حباب شكل موضعی در درون ستاره متلاشی شونده، وجود ندارد .

در حالی كه به افق رویداد نزدیك می شویم شعاع از همگرا شدن می ایستد و موازی با افق قرار می گیرد و شروع به انشعاب یافتن در درون آن می كند. علت یك كرم چاله( از بیرون به درون) را در همسایگی افق- در حالی كه افق گردنه آن است- به یاد می آورد . · سیاه چاله های چرخان :

تصور هنرمند از سیاه چاله و همدم نزدیك به آن كه یك ستاره چرخان است كه حد شعاع مداری ستاره (Roche limit ) را افزایش می دهد. اجسام سقوط كننده یك دیسك به هم پیوسته را شكل می دهد كه برخی از مواد از آن مانند تابش متقارن پر انرژی خارج می شود.

بر طبق نظریات افق رویداد یك سیاه چاله غیر چرخان یك كره است و تكینگی آن ( به طور غیر رسمی) یك نقطه است. اگر سیاه چاله حركت مداری داشته باشد ( از ستاره ای در حال تلاشی كه به دور خود می چرخد این خصوصیت را گرفته باشد) شروع به كشیدن فضا-زمان به دور افق رویداد -در طی پدیده كشیدن چهار چوب- می كند . این گردش فضا به دور افق رویداد را كره كار(ergosphere ) گویند و شكل بیضوی دارد. از آنجا كه كره كار بیرون افق رویداد قرار دارد اشیا می توانند بدون سقوط در درون چاله وجود داشته باشند. هرچند كه خود فضا-زمان درون كره كار حركت می كند اشیا نمی توانند در جایی ثابت حضور داشته باشند. اشیایی كه در كره كار وجود دارند میتوانند در برخی محیط ها با سرعت بالا به بیرون پرتاب شوند و انرژی ( و حركت مداری) از چاله خارج كنند از این رو نام كره كار ( كره ی كار) به علت توانایی در انجام كار انتخاب شده است.

تكینگی درون یك سیاه چاله چرخان مانند یك حلقه است.برای بیننده امكان گریز از آن وجود دارد برای مثال پیشرفت در جهت محورهای سیاه چاله . هر چند گریز از افق رویداد یك سیاه چاله امكان پذیر نیست.

· ترمودینامیك (آنتروپی) و تششعات هاوكینگ:

در سال 1971 استفان هاوكینگ نشان داد كه كل فضای افق رویداد هیچ سیاه چاله كلاسیكی نمی تواند هیچ گاه كاهش یابد.این گفته مشابه قانون دوم ترمودینامیك است در حالی كه فضا نقش متغیر ترمودینامیك ( آنتروپی ) را بازی می كند. كسی می تواند قانون دوم ترمودینامیك را توسط موادی كه به سیاه چاله وارد شده و از جهان ما ناپدید می شود و آنتروپی كل جهان را كاهش می دهند ، نقض كند . از این گذشته جاكوب بكنستین وجود یك آنتروپی متناسب با افق رویداد را برای سیاه چاله ها پیشنهاد كرد. از آن جایی كه سیاه چاله ها واقعا تششع تابش نمی كنند دیدگاه ترمودینامیك آن تنها یك توافق است. هر چند در سال 1974 هاوكینگ نظریه ی مبدان كووانتومی را برای منحنی فضا-زمان به دور افق رویداد به كار برد و كشف كرد كه سیاه چاله ها تششعات هاوكینگ ( نوعی تششع حرارتی) ساطع می كنند با استفاده از قانون اول مكانیك سیاه چاله ها او به این نتیجه رسید كه آنتروپی یك سیاه چاله یك چهارم فضای افق است. این یك نتیجه جهانی است و می تواند به سایر افق های كیهان شناسی مانند de Sitter space (در ریاضیات و فیزیك یكی از فضاهای n بعدی هست كه به صورت dSn شناخته میشود. این فضا آنالوگی لورنتزی از یك n كره ای نیز هست.) هم اختصاص یابد. یعد ها پیشنهاد شد كه سیاه چاله ها اشای ماكزیمم-آنتروپی هستند به این معنی كه بالاترین آنتروپی مكانی از فضا اختصاص یه سیاه چاله ای دارد كه در آن فضا می تواند قرار گیرد. این پیشنهاد منجر به قانون دست نویس (holographic principle) شد.

تابش های هاوكینگ تنها از بیرون افق رویداد سرچشمه می گیرد و به تازگی درك می شود همچنین این تابش ها هیچ اطلاعیی از درون خود نمی دهند زیرا كه تابش هایی گرمایی هستند. این به این معنی است كه سیاه چاله ها به طور كامل سیاه نیستند: این اثر نشان می دهد كه جرم سیاه چاله با گذشت زمان تبخیر می شود. هر چند كه این آثار برای سیاه چاله های نجومی ناچیز است برای سیاه چاله های فرضی خیلی كوچك كه اثر مكانیك كووانتومی بر آن حاكم است ، پر معناست. در واقع پیش بینی می شود سیاه چاله های كوچك تبخیر گریزانی را تحمل می كنند و در تابش های متوالی نا پدید می شوند. از این رو سیاه چاله ای كه نمی تواند جرم جدیدی را مصرف كند عمر محدودی متناسب با جرمش دارد .

یگانگی سیاه چاله :

یك سوال آزاد در فیزیك بنیادی پارادوكس از دست دادن اطلاعات یا پارادوكس یگانگی سیاه چاله است. به طور كلاسیكی، قانون های فیزیك همان چیزی است كه نشان داده میشود یا برعكس. برای این ، اگر اگر مكان و سرعت هر چیزی در فضا اندازه گیری می شد می توانستیم (بدون رعایت بی نظمی) تاریخچه جهان را در هر گذشته دلخواه كشف كنیم. در مكانیك كووانتومی این برابر است با خاصیت حیاتی با نام یگانگی كه با محافظت احتمالات عمل می كند. البته سیاه چاله ها از این قانون مستثنی هستند . به علت فرضیه ی بدون مو نمی توانیم هیچ گاه پیش بینی كنیم چه چیزی وارد یك سیاه چاله شد. اطلاعات ظاهرا نابود شده است و راهی برای بازسازی مواد وارد شده به سیاه چاله وجود ندارد. این یكی از مهمترین مسائل تصوری حل نشده در جاذبه ی كووانتومی است.

در 21 جولای 2004 استفان هاوكینگ استدلال جدیدی را ارائه كرد كه سیاه چاله ها سرانجام اطلاعاتی در مورد اشیای بلعیده شده توسط خود را یا برگرداندن مكان سابق اشیای تلف شده ساتع می كنند. او پیشنهاد كرد كه انحراف كووانتومی افق رویداد كه بعد ها تحت تاثیر تششعات هاوكینگ قرار می گیرد ، می تواند به اطلاعات اجازه خروج از سیاه چاله را بدهد. این نظریه تا اكنون توسط انجمن علمی بازبینی نشد و اگر پذیرفته می شد به معنی حل مسئله پارادوكس اطلاعاتی سیاه چاله بود . در ضمن این آگهی توجه بسیاری را در رسانه ها به خود اختصاص داد.

* مدل های دیگر :

بسیاری از مدل های دیگر كه رفتاری مانند سیاه چاله دارند اما تكینگی در آن ها وجود ندارد ، مورد گمان است. اما اكثر پژوهش گران بر غیر واقعی بودن این عقاید نظر دارند زیرا این عقاید در حین پیچیدگی مفهوم قابل مشاهده متاوتی از سیاه چاله ها بدست نمی دهند. نظریه ی متفاوت برتر نظریه ی گروستار(Gravastar) است.

در مارس 2005 فیزیك دان جرج چاپلین در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور ( Lawrence Livermore ) كالیفرنیا عدم وجود سیاه چاله را پیشنهاد كرد . وی اذعان داشت اشیایی كه گمان می شد سیاه چاله هستند در واقع ستاره های با انرژی تاریكند. او این نتیجه را با تجزیه ی مكانیك كووانتومی بدست آورد. هر چند پیشنهاد اخیر وی حمایت اندكی در كمیته ی فیزیك بدست آورد به طور گسترده توسط رسانه ها گزارش شد.

در میان نمونه های دیگر خوشه های اجرام ابتدایی ( مانند ستاره های بوزونی ، گلوله های فرمیونی ، خود جاذبه ای ، نوترینو های رو به زوال سنگین) و حتی خوشه های اجرام سبك ( كمتر از 0.04 برابر جرم خورشید) و سیاه چاله وجود دارد.

منبع: Http://en.wikipedia.org/wiki/black_hole

راستی! مقاله های انگلیسی رو هم سعی کنید بخونید، منابع کاملتری رو با این زبان میتونید پیدا کنید.

درود بر همه حقیقت جویان...

Mamal92

198 بحث

سه شنبه 22/5/1387 - 20:44 - 0 تشکر 51984

به نام خدایی که همین نزدیکی هاست

سلام

در طول دوره زندگی ستارگان، آن ها موجودیت خود را تغییر می دهند. این تغییر میلیون ها سال طول می کشد. یکی از آن ها تبدیل شدن به سیاه چاله است که چهره ای ترسناک دارد.
انواع سیاه چاله ها کدامند؟
دانشمندان سه نوع سیاه چاله را کشف کرده اند:کوچک، متوسط و بزرگ.
۱) نوع کوچک یا کم جرم یا نوع اختری یا کهکشانی
این نوع از سیاه چاله ها از ستارگانی تشکیل می شوندکه جرمشان ۱۰۰ برابر جرم خورشید ما است.
وقتی که انرژی چنین ستاره ای تمام می شود، پوسته خارجی خود را پرتاب می کند و هسته خود را که هنوز ۱۵ برابر خوررشید ما است را نگه می دارد.
دانشمندان عقیده دارند که کهکشان راه شیری ما دارای ده ها هزار از این سیاه چاله ها است بنابراین به آن سیاه چاله کهکشانی می گویند.
۲) سیاه چاله های متوسط
۳) سیاه چاله های بسیار سنگین
در مرکز کهکشان ها قرار دارند. بعضی از دانشمندان عقیده دارند که بیشتر کهکشان ها که کهکشان ما هم جزوی از آن است، دارای سیاه چاله ای در مرکز خود است.
در ستارگان سنگین دو فرایند مهم پیوسته رخ می دهد. یکی جوش هسته ای است( که هیدروژن را از مرکز ستاره به بیرون می فرستد و دیگری جاذبه (که تمامی هیدروژن را به طرفی که آمده بود می کشد). این دو روند یکدیگر را خنثی می کنند تا اینکه هیدروژن ستاره سوخته شود و در این موقع جاذبه غلبه می کند.
وقتی که جاذبه غلبه کرد، ستاره ناپایدار می شود و منفجر می گردد. وقتی که شروع به منفجر شدن کرد، ‌دیگر متوقف نمی شود و ستاره ( و در نهایت اتم هایش) به داخل خود فرو می ریزند و منجر به تشکیل سیاه چاله می شود.( Hewitt ۱۸۶)

این تصویر که به کمک اشعه ایکس گرفته شده است نشان دهنده سیاهچاله ای است که در حال بلعیدن ستاره ای می باشد.
سیاهچاله بسیار سنگین سیاهچاله ای است که جرم آن بین ۱۰۵ تا ۱۰۱۰ برابر جرم خورشید است. امروزه این عقیده وجود دارد که اگر همه کهکشان ها سیاهچاله ای از این نوع نداشته باشند، تعداد زیادی از آن ها که کهکشان راه شیری نیز جزئی از آن است، در مرکز خود چنین سیاه چاله ای را دارند. این سیاه چاله ها دارای خصوصیات عجیبی هستند که آن ها را از همنوعان خود متمایز می کند.

كار ما نیست شناسائی "راز" گل سرخ
كار ما شاید این است
كه در "افسون" گل سرخ شناور باشیم...

Mamal92

198 بحث

دوشنبه 25/9/1387 - 19:56 - 0 تشکر 77723

به نام خدایی که همیشه در قلب ماست

سلام

چندی پیش یک فیزیک دان ایرانی مقیم دانشگاه میسوری در کلمبیا هنگام بررسی نتایج نظریه نسبیت اینشتین روی ذراتی زیر اتمی که با سرعت زیاد در حرکتند موفق به کشف اثر تازه و شناخته نشده ای از سیاه چاله ها شده است.

ادامه دارد...

كار ما نیست شناسائی "راز" گل سرخ
كار ما شاید این است
كه در "افسون" گل سرخ شناور باشیم...

Mamal92

198 بحث

دوشنبه 25/9/1387 - 19:58 - 0 تشکر 77725

به نام خدایی که همیشه در قلب ماست

سلام

سیاه چاله ها كه در زمره ی عجیب ترین اجرام كیهانی به شمار می آید باز هم شگفتی آفریده اند و اخترشناسان را حیرت زده كرده اند. به نوشته ی هفته نامه ی علمی نیوساینتیست بهرام مشحون و همكارش كارمن چیكانك در دانشگاه میسوری در بررسی های علمی خود به این نكته پی برده اند كه سیاه چاله ها می توانند نیروهای جزر و مدی عجیبی تولید كنند كه بر ذرات با سرعت زیاد تاثیری متفاوت از ذرات با سرعت كم باقی می گذارد. این اثر پیشبینی نشده به این معناست كه سیاه چاله ای كه در مركز كهكشان خود ما قرار دارد می تواند منبع پرتوهای كیهانی بسیار پرقدرت و نادری باشد كه اخترشناسان تاثیر مخرب آنها را در جو زمین مشاهده كرده اند اما تاكنون نتوانسته اند توضیحی برای منشا شان پیدا كنند.

ادامه دارد...

كار ما نیست شناسائی "راز" گل سرخ
كار ما شاید این است
كه در "افسون" گل سرخ شناور باشیم...

برو به انجمن

▲

دسترسی‌های سریع

انجمن فعال در هفته گذشته

مدیر فعال در هفته گذشته

آخرین مطالب

آلبوم تصاویر بازدید از کلیسای جلفای...
آلبوم تصاویر بازدید اعضای انجمن نصف جهان از کلیسای جلفای اصفهان.
بازدید از زیباترین کلیسای جلفای اصفهان
جمعی از کاربران انجمن نصف جهان، در روز 27 مردادماه با همکاری دفتر تبیان اصفهان، بازدیدی را از کلیسای وانک، به عمل آورده‌اند. این کلیسا، یکی از کلیساهای تاریخی اصفهان به شمار می‌رود.
اعضای انجمن در خانه شهید بهشتی
خانه پدری آیت الله دکتر بهشتی در اصفهان، امروزه به نام موزه و خانه فرهنگ شهید نام‌گذاری شده است. اعضای انجمن نصف جهان، در بازدید دیگر خود، قدم به خانه شهید بهشتی گذاشته‌اند.
اطلاعیه برندگان جشنواره انجمن‌ها
پس از دو ماه رقابت فشرده بین کاربران فعال انجمن‌ها، جشنواره تابستان 92 با برگزاری 5 مسابقه متنوع در تاریخ 15 مهرماه به پایان رسید و هم‌اینک، زمان اعلام برندگان نهایی این مسابقات فرارسیده است.
نصف جهانی‌ها در مقبره علامه مجلسی
اعضای انجمن نصف جهان، در یك گردهمایی دیگر، از آرامگاه علامه مجلسی و میدان احیا شده‌ی امام علی (ع) اصفهان، بازدیدی را به عمل آوردند.

تبیان، دستیار زندگی

در حال بار گزاری ....

همه

متن

فیلم

صدا

تصویر

دانلود

مرور بخشها دین زندگی جامعه فرهنگ

دین

زندگی

جامعه

فرهنگ

As long as you can stand and see do not give up

مرور بخشها

دین

زندگی

جامعه

فرهنگ