X
تبلیغات
سیاه چاله ی فضایی

سیاه چاله ی فضایی

عکسهای خیلی قشنگ از شفق قطبی

 

 

 

 

+ نوشته شده در  Tue 30 Nov 2010ساعت 3 PM  توسط زهرا  | 

نکات کلیدی :

1-  یک سیاه چاله در فضا مانند یک گرداب و یا گردباد است پس بهتر است سیاه چاله را گردفضا و یا گردبادفضایی بنامیم.

2-  سیاه چاله های مرکز کهکشانها از خود کهکشانها بسیار بزرگتر هستند.

3-  انحناء فضا ناشی از گردباد فضایست و بخشی از همین گردفضا است.

به نام خدا

1 ) ماهیت و خصوصیات سیاه چاله چگونه است ؟

الف – یک سیاه چاله در فضا پدیده ای شبیه به گرداب و یا گردباد  است بنابراین بهتر است سیاه چاله را گردفضا و یا گردباد فضایی بنامیم، یک سیاه چاله از تعامل موج و جریانی از ذرات تشکیل دهنده فضا با ذرات تشکیل دهنده سیاه چاله بوجود آمده است ( قبلاً اشاره کرده ام که تمامی جهان اعم از ماده، فضا و حتی سیاه چاله ها از یک نوع ذره ای  غیرقابل تجزیه و فاقد جرم بوجود آمده اند ) یک سیاه چاله با حرکت وضعی بسیار تند ، به دور خودش می چرخد و هر چه به مرکز سیاه چاله نزدیکتر بشویم تعداد چرخش های وضعی آن بیشتر خواهد شد چون سیاه چاله مانند یک گلوله ی چرخان نیست بلکه مانند یک گردباد است و چون بین سیاه چاله و فضای اطراف آن اصطکاکی به آن صورتی که بین اجسام می شناسیم وجود ندارد

  ( آنجا اصطکاک نیست ولی برخوردِ ذرات تشکیل دهنده ی سیاه چاله و ذراتِ تشکیل دهنده ی  فضا هست ) لذا این چرخش سیاه چاله  به اندازه عمر یک سیاه چاله ادامه می یابد.

درواقع یک سیاه چاله مانند یک الکترون و یا یک پروتون بزرگ است با این تفاوت که الکترونها و پروتونها، خودشان از ذراتی بوجود آمده اند که آن ذرات مانند پروتونهای هسته ی یک اتم در کنار هم می چرخند

( ماهیت هسته اتم را در مقاله قبلی توضیح داده ام ) که اگر مثلاً یک پروتون را چند بار بشکافیم احتمالاً آخرین ذراتش  ریز سیاه چاله ها  خواهند شد، در هر صورت سیاه چاله های بزرگ از ذراتی مانند پروتون ها و نوترونها و امثال آنها بوجود نیامده اند بلکه سیاه چاله های بزرگ مانند ریز سیاه چاله ها هستند و فقط اندازه آنها بزرگتر است.

سیاه چاله های بزرگ از مجموع ریز سیاه چاله ها هم بوجود نیامده اند هرچند که امکان دارد تعداد زیادی از سیاه چاله های کوچکی که بزرگتر از ریز سیاه چاله ها هستند و عمر بیشتری دارند، همانند پروتونهای هسته یک اتم ، در کنار هم قرار بگیرند و روی هم رفته یک مجموعه ی پر جرمی را تشکیل بدهند ولی آن مجموعه اسمش سیاه چاله نخواهد شد بلکه باید برای آن اسم دیگری انتخاب کرد بنابراین سیاه چاله های بزرگ یک مجموعه ی مرکبی نیستند و البته ریشه قدرتمندی بسیار زیاد سیاه چاله و گرانش بالای آن  ، در همین مرکب نبودنش از ذرات مختلف است ، خلاصه مطلب این است که یک سیاه چاله قسمتی از فضاست  که به حرکت تند وضعی درآمده است بنابراین یک سیاه چاله می تواند بدون داشتن ستاره های در اطراف خود هم در فضا حضور داشته باشد.

ب – یک سیاه چاله جرم بسیار زیادی دارد ولی مرکز آن بسیار سرد است البته نه اینکه یک سیاه چاله انرژی آزاد نمی کند بلکه با توجه به این واقعیت که یک سیاه چاله با فضای اطراف خود در تعامل است و با ذرات تشکیل دهنده ی فضا برخورد دارد و نیز با اتمها و ذرات دیگری که از اطراف می آیند برخورد دارد بنابراین انرژی آزاد می کند و از عمرش کاسته می شود ولی نسبت به انرژی بسیار زیادِ نهفته در یک سیاه چاله این انرژی اندک است در هر صورت سیاه چاله و مرکز آن بسیار سرد است چون سیاه چاله از انباشت ذراتی مانند پروتونها، نوترونها و یا از ذراتی کوچکتر از آنها بوجود نیامده اند و همانطور که مرکز یک پروتون و یا الکترون بسیار سرد است، مرکز یک سیاه چاله هم بسیار سرد است البته همچنانکه عنوان شد سرد بودن سیاه چاله دلیلی بر نبود انرژی در آن نیست چون اگر دو سیاه چاله با هم برخورد کنند و اگر همدیگر را جذب کنند آنوقت انرژی بسیار زیادی آزاد خواهد شد بطوری که همدیگر را نابود خواهند کرد و سیاه چاله  جدیدی متولد خواهد شد چون پیش از نابودی کامل همدیگر ، در مقابل هم حول یک محل خواهند چرخید و همین اتفاق مقدمه ای برای تولد یک سیاه چاله ی جدید خواهد شد.

ج – در واقع سیاه چاله ها گردبادهای فضایی هستند با جرمها و اندازه های متفاوت ، حالا اگر نور به قسمتهای مرکزی این گردفضای بزرگ برخورد بکند آنوقت نور حالت موجی خود را از دست میدهد و از بین میرود ( در مقاله قبلی عنوان کرده بودم که نور موجی است در دریای ذرات تشکیل دهنده ی فضا ) ولی اگر بخواهد از محل افق رویداد یا فراتر از محل افق رویداد بگذرد، بوسیله این گردباد فضایی تغییر مسیر می دهد و منحرف می شود بعنوان مثال فرض کنید که گردابی در آب داخل یک حوضچه بوجود بیاوریم و در قسمت دیگر این حوضچه با ضرباتی، موجی در آب ایجاد بکنیم ، در این حال وقتی موج آب به مرکز این گرداب برخورد بکند از بین خواهد رفت و اگر با فاصله ای از مرکز گرداب عبور کند در آنصورت بوسیله این گرداب از مسیرش منحرف خواهد شد، مشابه این رویداد در مرکز و اطراف سیاه چاله هم اتفاق می افتد و به این محلی که نور در آنجا از مسیرش منحرف میشود، میگویند آنجا فضا منحنی شده است و به آن انحناء فضا نام نهاده اند، البته ذراتی مانند الکترونها، پروتونها و نیز اجسام و اجرام آسمانی یعنی ستاره ها و سیاره ها به مرکزیت خودشان انحنایی در فضا یا اگر واضحتر بگوییم گردبادهای فضایی ( اینجا منظور از گردباد فضایی ، سیاه چاله نیست بلکه منظور شبیه به گردباد شدن فضاست ) ایجاد می کنند که جاذبه جرمی هم ناشی از همین گردباد فضایی یا به گفته دیگر محصول منحنی شدن فضاست.

خورشید در اطراف خودش گرباد فضایی ایجاد می کند و به خاطر همین گردباد فضایی است که ستاره های دنباله دار بر روی خورشید سقوط نمی کنند بلکه از کنار آن عبور می کنند و نیز بخاطر همین گرباد فضایی است که الکترون بر روی پروتون سقوط نمی کند بلکه به دور آن می چرخد البته باید توجه داشت که جاذبه و دافعه ی  الکتریکی و مغناطیسی هر کدام با شکل و حرکات خاص خودشان یک نوع گردباد فضایی یا به عبارت دیگر انحنایی در فضا هستند.

د –  اندازه ی یک سیاه چاله تا افق رویداد نیست بلکه افق رویداد محلی است که انحراف نور در آنجا مشهودتر است والّا تا هر کجایی که اثری از جاذبه ی جرمی سیاه چاله وجود داشته باشد بخشی از سیاه چاله است مثلاً اندازه ی سیاه چاله ی مرکزِ کهکشان راه شیری ، از خود کهکشان راه شیری بسیار بزرگتر است همچنانکه اندازه مثلاً یک پروتون فقط یک ذره ی کوچک نیست بلکه تا جایی که اثری از آن بصورت جاذبه و یا دافعه وجود داشته باشد، بخشی از پروتون است و بقیه ذرات هم همینگونه هستند.

+ نوشته شده در  Sat 27 Nov 2010ساعت 3 PM  توسط زهرا  | 

یکی از شگفتی های فضا وجود حفره های سیاه در آن است. مکان هایی که در اثر جاذبه، حتی نور از آن قابل گریز نیست و هرچه در آن وارد شود دیگر خارج نخواهد شد. به این حفره ها در دانش نجوم، «سیاهچال های فضایی» گفته می شود و درصددیم تا در مطلب امروز به نقل از پایگاه کانون دانش، به تشریح این پدیده شگفت انگیز جهان هستی بپردازیم. بر اساس قانون جاذبه نیوتن، هر جرمی دارای نیروی جاذبه بوده و مقدار آن رابطه عکس با مجذور فاصله از آن دارد. در سال1795 «لاپلاس» با استفاده از قانون جاذبه نیوتن، تئوری خود را چنین بیان کرد: اگر جسمی با جرم M آن قدر فشرده شود که شعاع آن، کمتر از مقدار rs شود (2gm/c2=rs ) (g ضریب ثابت جهانی نیروی جاذبه و c سرعت نور)، در نتیجه سرعت فرار از آن از سرعت نور بیشتر خواهد بود. «آلبرت اینشتین» می گوید: هیچ جسمی نمی تواند از نور سریع تر حرکت کند. اگر دو جسم با سرعت نور در خلاف جهت هم نیز حرکت کنند باز هم نسبت سرعت آنها به یکدیگر برابر با سرعت نور است. در واقع سرعت نور حد مطلق سرعت است. با توجه به این نکته که چون سرعت گریز از حفره های سیاه بیشتر از نور است پس فرار از آن غیرممکن است. «آلبرت اینشتین» در سال1915 در تئوری نسبیت خود (رابطه نیروی جاذبه، زمان و حجم) وجود این سیاهچال ها را عنوان کرد. اثبات فیزیکی و فرمولی آن تا سال ها میسر نبود. اما امروزه به وجود آنها پی برده شده است. در این تئوری، زمان به عنوان یک بعد (زمان فضایی) نیز شناخته شده است. از آنجایی که نور نمی تواند از حفره ها بگریزد پس در فضا چنین جسمی قابل رویت نیست.

 پیدایش: نوع و اندازه سیاهچال ها زمان پیدایش آنها را تعیین می کند. برخی از آنها در ابتدای تشکیل کائنات بوجود آمده و اکثرا در مرکز کهکشان ها بوده و به آن ها سیاهچال های عظیم یا غول پیکر (BlackHoles Supermassive) گفته می شود. نوع دیگر آن استلارها (Stellars) هستند که در اثر انفجار سوپرنواها بوجود می آیند. انواع کوچک تر آنها تا اندازه کوچک تر از یک الکترون با جرم زیاد وجود دارند.
سیاهچال های غول پیکر: جرم این سیاهچال ها از یک میلیون تا سه میلیارد برابر خورشید بوده و در ابتدای تولد کیهان پیدایش یافته اند. زمانی که هر نوع ماده، ستاره و یا سیاره ای در نزدیکی آن گرفتار جاذبه اش شود، با سرعت سرسام آور و به صورت مارپیچ به سمت مرکز آن کشیده شده و در اثر جاذبه شدید بتدریج به یک صفحه تبدیل می شود. در یکی از تحقیقات اخترشناسان سرعت ورود چندین سیاره به درون مرکز کهکشان راه شیری محاسبه و معادل4 میلیون کیلومتر در ساعت بوده است. حتی سیارات غول پیکر قبل از رسیدن به هسته اصلی در اثر نیروی جاذبه بسیار قوی آن تکه تکه می شوند. با افزایش سرعت و برخورد قطعات به یکدیگر و تولید اصطکاک شدید، دما به ده ها میلیون درجه سانتی گراد رسیده و در این حرارت اشعه های ایکس و گاما تولید می شوند. با ردیابی این تشعشعات، می توان به موجودیت آنها پی برد. به علت این برخورد و اصطکاک شدید در نزدیکی حفره ها نور بسیار درخشنده ای تولید و در نتیجه، مکان این نوع حفره ها در کهکشان ها قابل رد یابی است. نام دیگر آنها «کواسار» (ستاره دجاجه) بوده و درخشنده ترین اجسام در فضا هستند. دانشمندان بر این عقیده اند که زمان پیدایش آنها در ابتدای تولد کائنات بوده و امکان بوجود آمدن مجدد آنها مقدور نیست. به مرکز این نوع کهکشان ها «AGN» که مخفف هسته فعال کهکشان است گفته می شود. دانشمند انگلیسی «هاکینگ» معتقد است که جرم اصلی عالم را حفره های سیاهی تشکیل می دهند که در ابتدای پیدایش جهان بوجود آمده اند. در این فاصله زمانی، سیاهچال های اولیه از بین رفته ولی بزرگترها باقی مانده اند. در سال1994 اولین سیاهچال به جرم5/2 تا5/3 میلیارد برابر منظومه شمسی توسط تلسکوپ های قوی در مرکز کهکشان M87 پیدا شد. آیا تمام کهکشان ها دارای حفره سیاه هستند؟ این سوالی است که تاکنون پاسخی برای آن وجود نداشته است. برخی مواد ورودی به آنها در اثر سرعت سرسام آور قبل از رسیدن از قطبین آن خارج می شوند. این پدیده بنام «جت کهکشانی» معروف بوده و قابل رویت است
.
استلارها: این نوع حفره ها از انفجار سوپرنوایی بوجود می آیند. برای تشکیل این نوع حفره ها جرم ستاره ها باید حداقل سه برابر خورشید باشد و در واقع آنها از مرگ ستارگان غول پیکر به وجود می آیند. در زمان تولد، سوخت ستاره های جوان، هیدروژن است. در مرکز هسته به علت نیروی جاذبه، فشار و حرارت شدید، واکنش اتمی اتفاق افتاده و هیدروژن تبدیل به هلیوم، نور، حرارت و تشعشع گشته و به سطح آن پرتاب می شود. در این زمان ستاره در حال درخشش و سوختن است. نیروی حاصل از گریز حرارت، نور و تشعشات ستاره، باعث خنثی شدن نیروی جاذبه می شود. این تعادل تا زمانی برقرار است که سوخت ستاره تمام نشود. اما پس از پایان سوخت (هیدروژن) و تبدیل اکثر آن به هلیوم، یک واکنش اتمی دیگر اتفاق افتاده و هلیوم به کربن و باقیمانده آن به صورت تشعشع به انرژی تبدیل می شود. این واکنش ادامه یافته و کربن به اکسیژن و بعد به سیلیکون و در انتها به آهن تبدیل می شود. واکنش اتمی در زمان بوجود آمدن هسته آهنی متوقف می شود. اگر ستارگان قدیمی را دو نیم کنیم، ملاحظه خواهیم کرد که از یک هسته آهنی و لایه های فوقانی، بترتیب سیلیکون، کربن، هلیوم و هیدروژن تشکیل شده است. غیر از هسته مرکزی تمام لایه ها در حال سوختن هستند. در نهایت واکنش اتمی به علت نیروی شدید جاذبه و حرارت و فشار، تمام اجزا» عناصر هسته آهنی را تبدیل به نوترون می کند. بتدریج با اتمام سوخت ستاره، نیروی گریز از مرکز تشعشعات، حرارت و نور دیگر وجود ندارد تا بتواند نیروی جاذبه را خنثی کند. در نتیجه لایه های فوقانی به سمت مرکز کشیده شده و بر اثر برخورد با هسته نوترونی منفجر و به سطح پرتاب می شوند. این واکنش را انفجار سوپرنوایی می نامند. آنچه اتفاق می افتد انفجار لایه های فوقانی بوده و ما فقط سطح خارجی آن را مشاهده می کنیم. این انفجار در واقع در اثر واکنش درونی بوده و فقط هسته باقی می ماند. در این جا ستاره می میرد و اخترشناسان آن را مرگ ستاره نامیده اند. وقتی که یک ستاره سوختش تمام می شود مانند یک بمب منفجر شده و در زمان وقوع آن درخشش به میلیاردها برابر خورشید می رسد. ستاره هایی تا جرم4/1 برابر خورشید به کوتوله های سفید،4/1 تا3 برابر خورشید به ستاره های نوترونی و از سه برابر بزرگتر از خورشید به سیاهچال های فضایی تبدیل خواهند شد. حداقل جرم مورد نیاز برای ایجاد سیاهچال ها بنام «لاندو اوپن هایمر ولکو» نامیده و محاسبه شده است. نزدیک ترین سیاهچال به ما «سایگنوس ایکس یک» است که در سال971 رصد شده است. کهکشان راه شیری دارای بیش از چند میلیون از آنهاست. به وجود آمدن این نوع سیاهچال ها تا کنون ادامه داشته و هم چنان در حال تشکیل است ولی پیدایش جدید نوع اول آن امکان پذیر نیست. انواع بزرگتر سیاهچال ها دارای جرمی بیش از5 تا100 برابر خورشید بوده و قطر آنها بین32 الی650 کیلومتر است. تعداد25 عدد از آنها تاکنون در کهکشان ما، راه شیری، رصد شده است
.
 
سیاهچال های کوچک: در مقایسه با دو نوع ذکر شده، سیاهچال های کوچک از ابعاد کوچکتری برخوردارند. نوع میکروی آن دارای جرمی معادل یک کیلومتر مکعب آب بوده که در ابعادی کوچکتر از یک الکترون فشرده شده است. جرم برخی نیز 1017 گرم است
.
 
مشخصات سیاهچال ها: همان گونه که ذکر شد نیروی جاذبه آنها به قدری زیاد است که حتی نور قادر به فرار از آن نیست. این جارو برقی ها و یا هیولاهای کیهانی همه چیز را در خود می بلعند و بهتر است به آن نزدیک نشویم! طبق تئوری های بیان شده، زمان در نزدیکی سیاهچال ها کند و درون آن متوقف می شود. شاید برای سفر در زمان بتوان از آنها استفاده کرد. زمان و مکان در اینجا بر اثر نیروی جاذبه بی نهایت کاملا به هم ریخته شده و آخرین شکل ماده در آن تحقق می یابد. بسیار سخت است که تصور کنیم یک ماده با چنین جرمی تقریبا دارای حجم نباشد ولی این آن چیزی است که در مرکز حفره سیاه وجود دارد. بطور کلی آنها دارای دو محدوده هستند. مرکز آن به نام یکتایی (Singularity) نامیده شده و در واقع جرم آن را تشکیل می دهد. در اینجا کل جرم یک ستاره در ابعاد میلیون ها برابر کوچکتر فشرده شده است. در حاشیه آن منطقه دیگری بنام واقعه و یا حد افق (Hori Eventzon) وجود دارد که در اصل این یک فاصله فیزیکی نیست بلکه محدوده ای است که بعد از آن امکان بازگشت وجود ندارد. هر قدر یکتایی بزرگتر باشد، واقعه افق آن بزرگتر خواهد بود. نور پس از عبور از این محدوده دیگر نمی تواند از سیاهچال بگریزد. تشعشعات آن بنام «شوارتست چایلد» نامگذاری شده است
.
 
ردیابی: ما می دانیم، اکثر سیارات به علت جاذبه آن به دور یک ستاره بزرگ در گردش هستند. زمانی که اخترشناسان سیاراتی را دیدند که به دور مرکزی می چرخند که ستاره ای وجود ندارد، نتیجه خواهند گرفت، که یک سیاهچال یا ستاره نترونی در آن وجود دارد. در کل آنها با سه عامل جرم، شار ژ الکتریکی و سرعت گردشی شناخته می شوند. اگر جرم خورشید ما به اندازه یک کره به قطر 6 کیلومتر کوچک شود تبدیل به یک سیاهچال خواهد شد
.
لنزهای فضایی: فرض کنید که زمین در یک سو و یک ستاره در طرف مقابل باشد. نور آن بطور معمول به زمین می رسد. اگر یک سیاهچال در حرکت باشد و میان زمین و آن ستاره قرار گیرد، بعلت جاذبه بسیار قوی آن، نور متصاعد شده از ستاره به سمت سیاهچال منحرف و متمرکز می شود. در اینجا ما آن ستاره را بسیار درخشنده تر از گذشته خواهیم دید. این واقعه را «اثر لنز فضایی» می گویند. درست مشابه آن است که ما یک ذره بین را در جلوی نور خورشیده قرار دهیم، خواهیم دید که پرتوهای نور آن در یک نقطه متمرکز و آنجا بسیار درخشنده تر می شود. این همان اثری است که سیاهچال در زمان عبور خود از میان زمین و یک ستاره به وجود می آورد و یکی از راه های کشف آنهاست. با توجه به وجود میلیاردها حفره و ایجاد انحراف در نور منتشره از ستارگان، در زمین، بسیاری از آنها را درجای اصلی خود نمی توانیم رصد کنیم، زیرا که پرتوی آنها به سمت حفره سیاه منحرف شده است
.
 
پایان انرژی: پس از اتمام سوخت ستاره ها چه اتفاقی خواهد افتاد؟ آیا جهان تبدیل به یک مجموعه سیارات سرد و خاموش خواهد شد که در حال دور شدن از یکدیگرند؟ این سئوالی است که جوابش برای بشر نامعلوم است. اصطلاح سیاهچاله یا حفره های سیاه را دانشمند بزرگ و اولین متخصص فیزیک نظری در زمینه سیاهچاله ها،«جان ویلر» این نام را برای آنها انتخاب کرد. کتاب گرانش وی که به همراه «میسنر» و « تورن» نوشته شد همچنان از نوشته های کلاسیک و مراجع مهم نسبیت است که از پایه شروع کرده تانسور ها را توضیح می دهد و به فیزیک کوانتم و ترمودینامیک و مباحث پیشرفته دیگر می رسد
.
چگونگی تشکیل سیاهچاله: حفره های سیاه بازمانده از ستارگان عظیمی هستند که سوختشان به اتمام رسیده و به اصطلاح مرده اند. البته، فقط ستارگانی که حجم آنها بیش از سه برابر خورشید خودمان است، حفره های سیاه بوجود میآورند. بعضی از این ستارگان عظیم، منفجر شده و بصورت یک سوپر نوای درخشان در می آیند. بعضی سوپر نواها، بطور کامل منفجر شده و چیزی از خود باقی نمی گذارند. اما بعضی دیگر در مرکز خودشان فرو میریزند و همه مواد در آنها با هم محکم برخورد کرده و به هم می چسبند. بستگی به اینکه مرکز آنها چقدر عظیم و حجیم باشد، سوپر نواها تبدیل به نوترون شده و یا تبدیل به حفره های سیاه می شوند
.
 
چرا حفره سیاه نامیده شد؟

به این خاطر که ما نمی توانیم خود حفره های سیاه را ببینیم، ممکن است فکر کنیم که پیدا کردن آنها غیرممکن است. اما به کمک فناوری های ستاره شناسی، اولین آنها در سال1972م کشف شد. نام این حفره 1-X Cyghus و متعلق به کهکشان راه شیری است. با وجود اینکه خود حفره های سیاه دیده نمی شوند، اما تاثیر قوه جاذبه عظیم آنها بر ستاره های نزدیکشان را می توان بررسی کرد. همیشه یک ستاره، با سوپر نوا جفت می شود و گازهای حاصل از آن ستاره بصورت مارپیچ به داخل سوپر نوا بلعیده می شوند. حرکت مارپیچی گازها، تصویر یک حفره سیاه را در مرکز سوپر نوا بوجود می آورد و بدین جهت است که آن را حفره سیاه می نامند.

+ نوشته شده در  Sat 27 Nov 2010ساعت 3 PM  توسط زهرا  | 

دیدی جدید در مورد سیاهچاله ها...

نظریه ی سفید چاله ها...

تغییر زمان در صورت سقوط در سیاهچاله و یا در هنگام عبور از كنار آن...


 سیاه چاله ها:

دید نوین ما نسبت به سیاه چاله با دید گذشته ما نسبت به سیاه چاله کاملاً متفاوت است. در فیزیک نیوتنی زمان بدون اعتنا نسبت به اطراف به جلو پیش می رفت و هیچ محدودیتی برایش وجود نداشت و هیچ عاملی نمی توانست در آن تغییر ایجاد کند. انیشتین با رد این گفته نظریه ای جدید ارائه داد که در آن زمان با مکان گره خورده و محدود است و هر عاملی که باعث تغییر در مکان یا زمان بشود باعث تغییر در دیگری نیز می شود. این گفته بعدها به وسیله ی دو ساعت اتمی دقیق در خلال آزمایشی دقیق اثبات شد. اما گرانش عاملی است که باعث تغییر در مکان می شود پس باید در زمان نیز تغییر ایجاد کند و این دقیقاً همان چیزی است که در جهان واقعی اتفاق می افتد:

فرض کنیم شما دو دوست دارید و هر سه نفر شما یک نوع ساعت دارید که دقیقاً با هم تنظیم شده اند و هر سه ساعت مال یک کارخانه هستند. حال اگر شما به ساحل دریای آزاد بروید و یک سال آنجا بمانید. یکی از آن دو دوستتان به عمیق ترین گودال اقیانوس برود و یک سال آنجا بماند و دیگری به ایستگاه فضایی برود و یکسال آنجا بماند و بعد از یک سال همه برگردید در یک مکان و ساعتهای تان را نگاه کنید خواهید دید که به وقت شما! ساعت دوازده و صفر دقیقه و صفر ثانیه است در حالی که به وقت آن دوستتان که در گودال اقیانوس بود ساعت یازده و پنجاه و نه دقیقه و پنجاه و نه ثانیه است و به وقت آن دوستتان که در ایستگاه فضایی بود ساعت دوازده و صفر دقیقه و یک ثانیه است!! علت این اختلاف زمانی ،اختلاف در بزرگی میدان گرانشی بود که شما و دوستانتان تجربه می کردید. آن دوستتان که در کف اقیانوس بود به دلیل نزدیکی به مرکز زمین در میدان گرانشی قوی تری نسبت به شما قرار گرفته بود و شما در میدان گرانشی قوی تری نسبت به آن دوستتان که در ایستگاه بود قرار داشتید. بنابراین طبق نظریه انیشتین زمان برای کف اقیانوس کندتر از ساحل دریای آزاد، و برای ساحل دریای آزاد کندتر از ایستگاه فضایی می گذرد. البته من در این مثال راجع به زمان ها اغراق کرده ام زیرا برای میدان گرانشی کوچکی مثل زمین این اختلاف برابر چند میلیونیوم ثانیه است. اما برای کسی که اطراف سیاه چاله زندگی می کند(البته اگر بتواند!) وضع کاملاً فرق می کند:

بیایید فرض کنیم که فضانوردی داوطلب شده است تا به صورت آزمایشی اطراف یک سیاه چاله چرخ بزند. اگر به اندازه کافی به سیاه چاله نزدیک بشود اتفاق عجیبی برای فضا نورد می افتد. پزشکانی که در روی سطح زمین مراقب وضع جسمانی او هستند خواهند دید که ضربان قلب فضا نورد ما هر 20 دقیقه یک بار میزند و در عوض فضانورد ما خواهد دید که هر72 ثانیه یک روزنامه در روی زمین منتشر می شود. هر هفته پنج بار انتخابات ریاست جمهوری ایران برگزار می شود و نهایتاً پس از چهار هفته اقامت در فضا تمام دوستان او در زمین می میرند. حال اگر شخص درون سیاه چاله بیافتد وضع از این هم پیچیده تر میشود. ناظری که از بیرون نظاره گر این اتفاق است خواهد دید که یک بار پلک زدن فضانورد چند هزار سال طول می کشد.نکته عجیبتر اینکه شخص در راه سقوط به درون سیاه چاله از دید ناظر خارجی ، کش می یابد ، پاره می شود، یونیده می شود و به ذرات زیر اتمی تجزیه می شود و کلاً به مرگی دردناک دچار می شود. حالا می پرسید کجای این عجیب بود؟ به شما می گویم! معادلات همزمان نشان می دهد که خود شخص چیزی بسیار متفاوت از این تجربه می کند و بدون هیچ احساس دردی به سیاه چاله سقوط می کند!

نکته ی جالب دیگری که راجع به سیاه چاله ها وجود دارد این است که می توان از سیاه چاله به عنوان وسایل سفر در زمان و مکان استفاده کرد. اگر شما با نظریه ی فضا-زمان انیشتین آشنا باشید، حتماً مثال صفحه لاستیکی و توپ را شنیده اید. که در آن صفحه ی لاستیکی بیانگر فضا زمان، توپ نماد جسم و خمیدگی اطراف توپ نماد بزرگی میدان گرانشی اطراف جسم است. در جسم سنگینی مثل خورشید انحنای ایجاد شده در فضا-زمان بارها بیشتر از انحنای ایجاد شده توسط زمین است. جسمی فشرده و سنگین مثل سیاه چاله چنان انحنایی در فضا-زمان ایجاد میکند که تقریباً شبیه چاهی بسیار عمیق عمل می کند. گاه اوقات این انحنا به قدری زیاد است که عملاً این چاه به چاهی بی انتها تبدیل می شود و انتهای دیگر آن از جای دیگری از فضا-زمان بیرون میزند که به آن سفید چاله می گویند. در این صورت هرچه درون سیاه چاله ی دارای سفید چاله بیافتد در مکان و زمان دیگری توسط سفید چاله بیرون می ریزد و عملاً می توان از چنین سیاه چاله هایی، به عنوان پلهای ارتباطی بین دو مکان و زمان متفاوت استفاده کرد.

البته سفید چاله ها در حد یک نظریه اند وجودشان نه از نظر ریاضی ثابت شده و نه از نظر فیزیک.

اما نظریه ای دیگر راجع به سیاه چاله ها، آنها را پلهای ارتباطی بین دو جهان موازی توصیف می کند. احتمالاً نام جهان های موازی به گوش تان خورده. جهان های موازی جهانهایی هستند که هرگز از وجود هم با خبر نمی شوند( در موازات هم قرار دارند) اما اتفاقاتی کاملاً مشابه در آنها اتفاق می افتد. مثلاً در هر جهان موازی یک نیوتن وجود دارد که کتاب اصول ریاضی را منتشر کرده باشد و یک احسان ابراهیمیان وجود دارد که این مقاله را تایپ کرده باشد. و حالا می گویند سیاه چاله ها پلهای ارتباطی بین دو جهان موازی هستند. البته خود نظریه ی جهانهای موازی از نظر ریاضی نظریه ی ضعیفی است و بیشتر در فیلمهای تخیلی دیده می شود تا کتابهای علمی.

اما نکته جالب دیگر در باره سیاه چاله ها این است که سیاهچاله ها چندان هم سیاه نیستند!!: دانشمندی به نام استیون هاوکینگ که به احتمال قوی نام او به گوش تان خورده، با بهره گیری از مکانیک کوانتم توانست نشان دهد که سیاهچاله ها دارای دما هستند و بخار می شوند(انرژی ساطع می کنند). هرچه جرم سیاهچاله بیشتر باشد آهنگ تابش انرژی آن کمتر است. نکته جالبتر فرمول دمای سیاهچاله است. در فرمولی که هاوکینگ برای دمای سیاهچاله نوشته است از ثوابتی چون ثابت پلانک (h) از دنیای پیچیده مکانیک کوانتم، ثابت سرعت نور در خلا © از دنیای پر پیچ و خم معادلات انیشتین، ثابت بولتزمان (k) از دنیای ترمودینامیک، و نهایتاً ثابت جهانی گرانش(G) از دنیای فیزیک نیوتن استفاده شده است. چنین ثوابتی ،مخصوصاً ثابت گرانش و ثابت پلانک، به ندرت گرد هم می آیند.

**********

اما اینها همه فقط بخشی از عجایب سیاهچاله ها بود. همان طور که قبلاً گفتم فیزیک امروزی با اینهمه ادعا هنوز نتوانسته به طور کامل از راز سیاهچاله ها پرده بردارد و هنوز علامت های سوال بسیاری راجع به سیاه چاله ها وجود دارد. اما تا همینجا که راجع به سیاهچاله ها دانسته ایم فهمیده ایم که آنها اجرامی فوقالعاده عجیب هستند، آری آنها چاههای کیهانی عمیقی هستند که چندان هم سیاه نیستند.

منابع:
blogfa.com

www.academist.ir

+ نوشته شده در  Sat 27 Nov 2010ساعت 3 PM  توسط زهرا  | 

سياه چال هاي غول پيكر


جرم اين سياه چال ها از يك ميليون تا سه ميليارد برابر خورشيد بوده و در ابتداي تولد كيهان پيدايش يافته اند. زماني كه هر نوع ماده، ستاره و يا سياره اي در نزديكي آن گرفتار جاذبه اش شود، با سرعت سرسام آور و به صورت مارپيچ به سمت مركز آن كشيده شده و در اثر جاذبه شديد بتدريج به يك صفحه تبديل مي شود. در يكي از تحقيقات اخترشناسان سرعت ورود چندين سياره به درون مركز كهكشان راه شيري محاسبه و معادل4 ميليون كيلومتر در ساعت بوده است. حتي سيارات غول پيكر قبل از رسيدن به هسته اصلي در اثر نيروي جاذبه بسيار قوي آن تكه تكه مي شوند. 
با افزايش سرعت و برخورد قطعات به يكديگر و توليد اصطكاك شديد، دما به دهها ميليون درجه سانتي گراد رسيده و در اين حرارت اشعه هاي ايكس و گاما توليد مي شوند. با رديابي اين تشعشعات، مي توان به موجوديت آنها پي برد. به علت اين برخورد و اصطكاك شديد در نزديكي حفره ها نور بسيار درخشنده اي توليد و در نتيجه، مكان اين نوع حفره ها در كهكشان ها قابل رد يابي است. نام ديگر آنها «كواسار» (ستاره دجاجه) بوده و درخشنده ترين اجسام در فضا هستند.
دانشمندان بر اين عقيده اند كه زمان پيدايش آنها در ابتداي تولد كائنات بوده و امكان بوجود آمدن مجدد آنها مقدور نيست. به مركز اين نوع كهكشان ها «AGN» كه مخفف هسته فعال كهكشان است گفته مي شود. دانشمند انگليسي «هاكينگ» معتقد است كه جرم اصلي عالم را حفره هاي سياهي تشكيل مي دهند كه در ابتداي پيدايش جهان بوجود آمده اند. در اين فاصله زماني، سياه چال هاي اوليه از بين رفته ولي بزرگترها باقي مانده اند. در سال1994 اولين سياه چال به جرم2/5 تا3/5 ميليارد برابر منظومه شمسي توسط تلسكوپ هاي قوي در مركز كهكشان M87 پيدا شد.
آيا تمام كهكشان ها داراي حفره سياه هستند؟ اين سوالي است كه تاكنون پاسخي براي آن وجود نداشته است. برخي مواد ورودي به آنها در اثر سرعت سرسام آور قبل از رسيدن از قطبين آن خارج مي شوند. اين پديده بنام «جت كهكشاني» معروف بوده و قابل رويت است.

+ نوشته شده در  Fri 12 Nov 2010ساعت 7 PM  توسط زهرا  |