اخبار و مقالات صنعت

قیمت ارز و سکه

دلار: ۴,۰۲۲ تومان
یورو: ۴,۷۹۵ تومان
سکه تمام بهار : ۱,۳۱۳,۰۰۰ تومان
یک گرم طلای 18 عیار : ۱۲۲,۸۶۰ تومان

سیاهچاله‌ها اجرامی اسرارآمیز

کد مطلب: 144193
تاریخ انتشار: پنج شنبه, ۲۷ ارديبهشت ۱۳۹۷ ۱۸:۳۰
بازدید: 13
پرینت
ایمیل

بیگ بنگ: اکثر مردم با شنیدن کلمه سیاهچاله، آنها را تونل‌هایی تاریک و طولانی تصور می کنند و عده‌ای ادعا می کنند که با ورود به سیاهچاله‌ها می توانیم به جهان‌های دیگری راه پیدا کنیم. به راستی ماهیت سیاهچاله‌ها چیست؟ چرا سیاهچاله‌ها رمزآلود هستند؟ در این مقاله قصد داریم حقایقی از سیاهچاله‌ها را برایتان آشکار کنیم.

به گزارش بیگ بنگ، هنگامی که یک ستاره بزرگ سوختش به اتمام می رسد جمع شده و کوچک می شود. مدتی بعد منفجر می شود و لایه‌های خارجی خود را از دست می دهد، سپس باز هم کوچک و کوچک‌تر می شود. در واقع ماده‌ای که ستاره از آن تشکیل شده آنقدر جمع می شود که به اندازه یک نقطه ریز در می آید، به بیانی دیگر ستارۀ پر جرم شروع به فروپاشی می کند و تا جایی ادامه می دهد و در خود جمع می شود که تبدیل به یک شی عجیب و غریب به نام “سیاهچاله” شود.

در حقیقت سیاهچاله‌ها به هیچ وجه چاله نیستند، در واقع اجرامی با جرم بسیار زیادی هستند که در یک محدوده چگالیده و فشرده، شده‌اند. آثار گرانشی سیاهچاله‌ها تا حدی است که حتی نور هم توان گریز از آنها را ندارد و بر اساس نظریه نسبیت اینشتین یک سیاهچاله تمام ماده و نور مجاور خود را می بلعد. یک سیاهچاله را هیچگاه نمی توان مشاهده کرد زیرا هیچگونه نوری نمی تواند از قدرت گرانش سیاهچاله‌ها فرار کند.

در همین حال نظریه نسبیت عام اینشتین پیش‌بینی می کند که یک جرم به اندازه کافی فشرده شده، می تواند سبب تغییر شکل و خمیدگی فضا-زمان و تشکیل سیاهچاله شود. در مرکز سیاهچاله یک نقطه تکینگی گرانشی است، ناحیه‌ای که در آن خمیدگی فضا-زمان بی نهایت می شود. مرز یک سیاهچاله یا مرزی که نور دیگر نمی تواند از آن به بیرون فرار کند را افق رویداد سیاهچاله می نامند. شاید سوالی در ذهن‌تان به وجود آمده باشد: سیاهچاله‌ها که قابلیت بلعیدن نور را هم دارند، چرا کهکشان راه شیری توسط سیاهچاله مرکزی‌اش بلعیده نمی شود؟ در واقع حقیقت این است که اگر کهکشان راه شیری چرخشی به دور سیاهچاله مرکزی‌اش نداشت مطمئنا توسط سیاهچاله مرکزی بلعیده می شد.

ما در مورد مناطقی از فضا صحبت می کنیم که در آن ماده آنقدر به سبب تراکم فشرده شده است که تنها راه فرار از آن، حرکت با سرعتی بیش از سرعت نور است. و همانطور که می دانیم، شما نمی توانید سریع تر از سرعت نور حرکت کنید. بنابراین … هیچ راه فراری وجود ندارد. اگر بیش از اندازه به یک سیاهچاله نزدیک شوید بسیار بیش از آنچه بتوانید تصورش را کنید فشرده خواهید شد، شاید درون یک نقطه بی نهایت کوچک! یک سیاهچاله از طریق ردیابی آثار گرانشی‌اش قابل شناسایی است و اگر یکی از سیاهچاله‌های سرگردان بیش از حد به منظومه‌شمسی ما نزدیک شود، قدرت ویران کننده خود را بر تمامی سیارات گران بهای ما آشکار می کند.

طبقه‌بندی سیاهچاله‌ها براساس جرم

سیاهچاله‌ها از نظر جرم به چهار دسته تقسیم می شوند: ۱-سیاهچاله‌های کلان جرم، ۲-سیاهچاله‌های جرم متوسط، ۳-سیاهچاله‌های ستاره‌وار، ۴-ریز سیاهچاله‌ها

• سیاهچاله‌های کلان جرم در واقع جرمی تا میلیاردها برابر خورشید ما دارند و حدوداً در مرکز بیشتر کهکشان‌ها وجود دارند. برای مثال در مرکز کهکشان راه شیری، در فاصله ۲۷۰۰۰ سال نوری یک سیاهچاله کلان جرم وجود دارد یا در مرکز کهکشان آندرومدا، که ۲٫۵ میلیون سال نوری از زمین فاصله دارد، سیاهچاله‌ای بزرگ‌تر از سیاهچالۀ کهکشان ما وجود دارد.

• نوع دیگری از سیاهچاله‌ها، سیاهچاله های جرم متوسط هستند در واقع شکاف بین سیاهچاله‌های معمولی و سیاهچاله های کلان جرم، اخترشناسان را وادار به جست و جوی سیاهچاله هایی تا صد ها هزار برابر خورشید ما کرد. یکی از طریقه های مشاهده آن ها یافتن منابع اشعه با شدت زیاد است. منابع فوق درخشان پرتو ایکس در کهکشان های نزدیک ممکن است سیاهچاله ی جرم متوسطی باشد.

• نوع دیگر سیاهچاله‌ها، سیاهچاله‌های ستاره‌وار نام دارند، اینگونه سیاهچاله از رمبش گرانشی ستاره‌های بزرگ شکل می گیرد. جرم اینگونه از سیاهچاله‌ها بین سه تا چند ده برابر خورشید است.

• آخرین گروه سیاهچاله‌ها به ریز سیاهچاله‌ها تعلق دارد؛ این اجرام سیاهچاله‌های بسیار کوچکی هستند. جرم آنها به قدری کم است که در اثرات مکانیک کوانتومی اهمیت زیادی پیدا می کند و از این رو به نام سیاهچاله‌های مکانیک کوانتومی نیز شناخته می شوند. محاسبات هاوکینگ بر این اساس است که هر چه سیاهچاله کوچک‌تر باشد سرعت تبخیر آن بیشتر می شود و در نهایت منفجر می شوند. یعنی سیاهچاله‌ها در پایان عمر خود تبخیر می شوند.

تعداد سیاهچاله‌ها

به سختی می­توان گفت اما کشفیات اخیر نشان می دهد که تعداد سیاهچاله‌ها در کیهان به قدری زیاد است که شمردن آنها امکان پذیر نیست در همین حال کهکشان خود یعنی کهکشان راه شیری به تنهایی دارای صدها میلیارد ستاره است که از هر ۱۰۰۰ ستاره حداقل یکی از آنها قابلیت تبدیل شدن به سیاهچاله را دارند و این به این معناست که کهکشان ما میلیون‌ها میلیون سیاهچاله ستاره‌ای دارد.

در نگاهی دیگر می توان نظریه‌ای بر اساس اینکه سیاهچاله‌ها دروازه ورود به جهانی دیگر هستند نیز فکر کرد؛ در واقع اخترشناسان سیاهچاله‌ها را دنیایی ترسناک با مشخصاتی خاص توصیف می کنند که در آن گویی فضا خم شده است. با این وضعیت اگر شما وارد “افق رویداد” یک سیاهچاله شوید به دلیل خمیدگی فضا- زمان قادر به دیدن پشت سر خود خواهید بود. بنابراین نقاطی که به طور طبیعی فواصل بسیار زیادی در میان آنها وجود دارد از هر زمان دیگری به هم نزدیک‌تر می شوند مانند دو سر کاغذ که در واقع با تا کردن آن در وضعیت جدید دو سر کاغذ نزدیک‌ترین بخش‌های آن به هم هستند. بر این اساس بود که ایده سفر به جهان‌های دیگر از طریق ِ سیاهچاله‌ها مطرح شد.

چه می شود اگر به درون یک سیاهچاله سقوط کنیم یا وارد شویم؟

هنگامی که به درون سیاهچاله سقوط کنیم، فضا شروع به خم شدن می کند و در مرکز آن به اوج خود می رسد، فضا-زمان در فیزیک دو مفهوم تعریف شده هستند اما درون یک سیاهچاله کاملا معنای خود را از دست می دهند. حال فرض کنید در حال سقوط در یک سیاهچاله هستید، با وارد شدن به افق رویداد ِ یک سیاهچاله حرکت شما کند می شود یعنی صحنه آهسته می شود. وقتی به افق سیاهچاله برسید منجمد و بی حرکت می شوید تا هنگامی که گرما شما را به داخل بکشد. در همین حال است که شما از بین می روید و انحنای فضا، توقف زمان و گرانش فوق‌العادۀ سیاهچاله شما را از پا در بیاورد. و شما تا قبل از اینکه به مرکز سیاهچاله برسید تبدیل به خاکستر خواهید شد.

برای یک سیاهچاله ستاره ای پرجرم، نیروهای جزر و مدی در نزدیکی افق رویداد می توانند کاملأ بزرگ باشند، بنابراین قبل از عبور از افق رویداد شما را خواهند کشت. از آنجایی که افق رویداد کوچکتر است، بنابراین به تکینگی (مرکز سیاهچاله) نزدیکتر خواهید بود. اما برای یک سیاهچاله ی فوق پر جرم، نیروهای جزر و مدی اصلأ بزرگ نیستند زیرا قبل از رسیدن به تکینگی از افق رویداد عبور کرده اید. بنابراین، می توانید از این آستانه عبور کنید و بدون تجربۀ هیچ کششی زنده بمانید. در حقیقت، هرچه سیاهچاله بزرگتر باشد، نیروهای جزر و مدی در نزدیکی افق رویداد ضعیفتر خواهد بود.

دیگران چه می بینند؟

دوستی که سقوط شما به سمت سیاهچاله را مشاهده می کند، هرگز رسیدنِ شما به سیاهچاله را نمی بیند. همانطور که سقوط می کنید، گرانش باعث می شود هر نوری که از سمت شما ساتع می شود به رنگ قرمز تبدیل شود. بنابراین همانطور که به سیاهچاله نزدیک می شوید بیشتر و بیشتر به رنگ قرمز درمی آیید و تصویرتان تیره و تیره تر می شود. دوستتان می بیند که با نزدیک شدنتان به سیاهچاله قرمزتر و تیره تر می شوید، اما هرگز کاملأ به افق رویدادِ سیاهچاله نمی رسید. اگر او همچنان بتواند ببیند از این نقطه عبور کرده اید، یک نور قرمزِ اضافی از داخلتان بیرون می آید که جلوی دیدتان را می گیرد.

نزدیکترین سیاهچاله به زمین

کمی احساس ترس می کنید؟ نگران نباشد خوشبختانه نزدیک‌ترین سیاهچاله به زمین که ما می شناسیم V616 تکشاخ است، که بعنوان V616 تک نیز مشهور است. این سیاهچاله در فاصلۀ ۳۰۰۰ سال نوری از ما واقع شده است و بین ۹ تا ۱۳ برابر خورشید جرم دارد. ما می دانیم که این سیاهچاله در آنجا وجود دارد به دلیل آنکه در یک سیستم دوتایی به همراه یک ستاره که جرم آن در حدود نصف جرم خورشید است قرار گرفته است. زیرا فقط یک سیاهچاله می تواند موجب شود که همدمش در سیستم دوتایی به سرعت در اطراف خود وز وز(نوسان ناشی از انحراف گرانشی) ایجاد کند.

تکینگی سیاهچاله

بر اساس نسبیت عام، جرم یک سیاهچاله به طور کامل در داخل ناحیه ای با حجم صفر فشرده شده است. این ادعا بدین معناست که چگالی و گرانش این نقطه بینهایت است. علاوه بر این، خمیدگی فضا-زمان در این نقطه بینهایت خواهد بود. این مقادیر بینهایت باعث می شوند که بیشتر معادلات فیزیکی، از جمله معادلات نسبیت، کارایی خود را در میان مرکز سیاهچاله از دست بدهند. از اینرو فیزیکدانان این ناحیه، بی نهایت چگال با حجم صفر در مرکز سیاهچاله را “تگینگی” می نامند.

رمز و رازهایی که فیزیک تکینگی سیاه­چاله را فراگرفته، به یک سری حدس و گمان‌های بسیار در مورد اینکه چه چیزی آنجا رخ می دهد، منجر می­ شود. جالب توجه است که سیاه­چاله­‌ها تنها مکان هایی نیستند که تکینگی – جایی که گرانش به یک نقطه نامتناهی دست می یابد– در آنها یافت می­ شود. این اعتقاد وجود دارد که خود بیگ بنگ از یک تکینگی آغاز شده است. این ارتباط رایج بین بیگ بنگ و سیاه­چاله­ ها به یک سری نظریات گستاخانه و هراس‌­انگیز منجر شده، مانند ایده‌ای که می­ گوید سیاهچاله‌ها می توانند دروازه ی ورود به جهان های موازی دیگر باشند.

برخی از دانشمندان پیشنهاد کرده‌اند که جهان ما ممکن است از درون سیاه­چاله­‌ای مربوط به یک جهان بزرگتر شکل گرفته باشد. مکررا، از آنجایی که امکان نجات از سفر به تکینگی یک سیاه­چاله وجود ندارد، بنابراین ما در جهان خودمان یک طرفه گیر افتاده ­ایم، یا شاید رویداد دیگری در جریان باشد. با وجود تمام اطلاعاتی که دربارۀ سیاهچاله‌ها داریم می توان گفت اطلاعات ما دربارۀ این اجرام آنچنان هم زیاد نیست! در حال حاظر سیاهچاله‌ها برای ما اجرامی راز آلود محسوب می شوند، باید دید در آینده با پیشرفت علم و تکنولوژی چه رازهایی دربارۀ آنها، برایمان آشکار می شود.

نویسنده: امیرمهدی زمانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منابع بیشتر: Brian Cox – Wonders of the universe , Black hole

خودآموز نجوم- دنیل ال موشه ، futurism.com , mnn.com



+ 0
مخالفم - 0
منبع: http://bigbangpage.com/astronomy/سیاهچاله‌ها-اجرامی-اسرارآمیز/

تعداد نظرات: 0
منتشر نشده: 0

کد امنیتی
کدجدید