سیاه چاله

[shayan777]

به طور ساده سیاه چاله قسمتی از فضا است که جرم متمرکز بسیار زیادی دارد بطوری که هیچ جسمی هیچ شانسی برای فرار از جاذبه ی اون نداره تا به امروز بهترین تئوری برای جاذبه تئوری نسبیت اینشتین است و ما باید در نتایج این نظریه به اندازه ی کافی دقیق شویم تا بتوانیم سیاه چاله ها را در جزئیات این نظریه پیدا کنیم اما بیایید قدم ها را کم کم برداریم و به جاذبه فکر کنیم.

فرض کنید شما روی سطح سیاره ای ایستاده اید و سنگی را به هوا می اندازید 8) اگر اونو به اندازه ی کافی با شدت به بالا پرتاب نکنید اون سنگ به اندازه کمی بالا می رود اما بعد از مدتی به علت شتاب جاذبه زمین اون سنگ شروع به سقوط می کنه اگر شما به اندازه ی کافی اون سنگ رو محکم به هوا پرتاب کنید شما می توانید اون رو از دام جاذبه ی اون سیاه خارج کنید و اون تا ابد در حال اوج گیری نسبت به اون سیاره به حرکت خود ادامه می دهد به سرعتی که شما لازم دارید تا سنگ از جاذبه ی اون سیاره فرار کند '''' سرعت گریز '''' گفته می شود همان طور که حدس زده می شود سرعت گریز به جرم سیاره بستگی داره اگر سیاره به اندازه ی کافی جرم زیاد داشته باشد قاعدتا سرعت گریز بیشتری را طلب می کند البته این تنها عامل سرعت گریز نیست بلکه فاصله ما تا مرکز سیاره هم شرط دیگری است که بر سرعت گریز تاثیر می گذارد رابطه ی فاصله با سرعت گریز رابطه ی عکس است برای مثال سرعت گریز از سطح سیاره ی زمین 11/2 کیلومتر بر ثانیه است یا 25000 مایل بر ساعت در صورتی که سرعت گریز از سطح ماه فقط 2/4 کیلومتر بر ثانیه است یا 5300 مایل بر ساعت (برای تبدیل این سرعت ها از سیستمی که در پایین صفحه قرار دارد می توانید استفاده کنید)

حال تصور کنید که جسمی با جرمی فوق العاده زیاد و شعاع فوق العاده کم داریم که سرعت گریز از سطح آن به اندازه ی سرعت نور است

برای یادآوری عرض کنم که سرعت گریز را از رابطه ی زیر محاسبه می گردد : V^2=MG/R


که در آن V سرعت گریز از مرکز ، M جرم سیاره ، G ثابت گرانش و R فاصله ما تا مرکز سیاره است که اگر ما روی سطح آن قرار گرفته باشیم برابر با شعاع آن سیاره خواهد شد.

شروع اولیه ی مطالعه ی چگالی شدید سیاه چاله ها در سده ی 18 شروع شد ، تقریبا به فاصله ی کمی از انتشار نظریه ی نسبیت اینشتین کارل شوارتسشیلد موفق به حل معادله ای شد که در مورد یک شی بحث می کرد بعد ها اشخاصی مانند اپنهایمر ، ولکف و اشنایدر در سال 1930 متوجه وجود شی ای به نام سیاه چاله در جهان شدند (البته واژه ی سیاه چاله در سال 1969 توسط دانشمندی به نام جان آرچیبالد ویلر ابداع شد) این دانشمندان نشان دادند که وقتی ستارگان پر جرم سوخت خود را به طور کامل از دست می دهند نمی توانند خود را تحمل کنند و نیروی جاذبه خودشان بر خودشان غلبه می کند و آنها را به اصطلاح رمبیده می کند به درون خود.

در جهان نسبیت گرانش خود را در لباس خمش فضا و زمان نشان می دهد . اجرام پر جرم فضا زمان را خمیده می کنند ، به این دلیل است که هندسه نمی تواند آن را توصیف کند در کنار سیاه چاله خمش فضا بسیار شدید است و به همین دلیل خصوصیتهای سیاه چاله عجیب به نظر می رسد

سیاه چاله ها دارای خصوصیتی به نام افق رویداد است این افق رویداد سطحی کروی شکل است که از آن به مرز سیاه چاله ها نام برده می شود شما می توانید داخل آن شوید اما نمی توانید از آن خارج شوید در واقع به محض آنکه شما وارد آن شوید شما محکوم شده اید که به سمت مرکز تکینگی که در مرکز سیاه چاله واقع شده است کشیده شوید .

شما می توانید فکر کنید که افق رویداد مکانی است که سرعت گریز از آن برابر با سرعت نور است قاعدتا خارج است افق رویداد سرعت گریز کمتر از سرعت نور است

برای یک رصدگر وقتی که به افق رویداد نگاهی می اندازیم البته نه با امکانات رصد چشمی بلکه رادیویی و ... افق رویداد را سطحی کاملا کروی ثابت خواهیم یافت ولی اگر به آن کمی نزدیک تر شویم متوجه تندی آن می شویم در واقع اون دارد با سرعت نور حرکت می کند پس ما برای اینکه بتوانیم از سیاهچاله فرار کنیم باید سرعتی مافوق نور داشته باشیم .

هنگامی که به افق وارد شوید مختصات وضعیت فاصله شما از مرکز به طور شتابداری کم می شود ولی در عوض به خاطر هندسه ی منحصر به فرد سیاه چاله ها مختصات زمان شما به طور شتابدار به سمت جلو می رود به طوری که شما فلواقع در آینده به سر خواهید برد .

اندازه ی سیاه چاله ها چقدر است ؟

برای این سوال 2 جواب وجود دارد یکی اینکه ما از دیدگاه جرم به سوال بنگریم پس بهتر است بپرسیم که جرم سیاه چاله ها چه اندازه است ؟ یا اینکه از لحاظ اشغال فضا یا همان حجم سیاه چاله ها را بررسی کنیم پس در آن صورت بهتر است بپرسیم که حجم سیاه چاله ها چه اندازه است ...

پس بیایید ابتدا در مورد جرم آنها بحث صحبت کنیم .

به طور کلی هیچ حدی برای بزرگی جرم یا کوچکی جرم یک سیاه چاله نداریم و نمی توان گفت فلان سیاه چاله پر جرم ترین یا آن یکی کم جرم ترین آنهاست .

ابتدا ما باید بدانیم که چقدر جرم لازم است تا چگالی به آن زیادی را ایجاد کند حال ما

می دانیم که سیاه چاله ها سرنوشت ستارگان پر جرمی بوده اند و همچنین ما انتظار داریم وزن سیاه چاله ها بیشتر از وزن ستارگان پر جرم باشد به طور استاندارد سیاهچاله 10 برابر جرم خورشید جرم دارد یا به طور تقریبی همچنین ستاره شناسان حدس می زنند که سیاه چاله های پر جرمی در وسط کهکشان ها وجود داشته باشند که جرم آنها چیزی در حدود یعنی یک میلیون برابر جرم خورشید .

دومین برداشت ما از سوال مربوط به حجم اشغالی سیاه چاله در فضا بود ، در واقع شعاع شوارتسشیلد (منظور همان شعاع کره ی افق رویداد است) و جرم یک سیاه چاله در تناسب نسبت به هم قرار دارند اگر جرم سیاه چاله ای 10 برابر سیاه چاله ی دیگر باشد شعاع شوارتسشیلد آن هم 10 برابر آن یکی است برای مثال اگر جرم سیاه چاله ای به اندازه ی جرم خورشید باشد شعاع شوارتسشیلد آن 3 کیلومتر خواهد بود یا به ترتیب سیاه چاله هایی که 10 برابر و 1 میلیون برابر جرم منظومه ما جرم دارند(سیاه چاله ی واقع در مرکز کهکشان ما) دارای شعاع 30 کیلومتر و 3 میلیون کیلومتر هستند . 3 میلیون کیلومتر شعاع به نظر ما بسیار زیاد می آید ولی در واقع در مقابل استاندارد های موجود شعاع زیاد بزرگی هم محسوب نمی شود برای مثال خورشید ما دارای شعاع 700000 کیلومتر است و سیاه چاله های پر جرم تر شعاعی به اندازه ی 4 برابر شعاع خورشید دارند . 8O :!: :!: :!: :!: :!: :!:

[sinohe_srs]

سلام
میشه در باره سیاه چاله ها اطلاعاتی به من بدهید؟
ممنون میشم

[fffarzin]

سیاهچاله توده ای با جرم زیاده که پس از مرگ ستاره هایی که جرمشون از یه حدی بیشتره تشکیل میشه
میدان گرانش به حدی قویه که حتی نور هم نمتونه از اون فرار کنه و کاملا سیاه به نظر میرسه (در مورد خاص پالسر ها میشه) و چون اطلاعات ما از دنیای اطرافمون از امواج الکترو مغناطیسی بدست میاد از داخل اونا خبری نداریم

[fffarzin]

این هم یه مقالست شاید کمک کنه:
http://www.geocities.com/mohammad_talaei...icle38.pdf

[fffarzin]

بنابر نظریه نسبیت عام سیاه‌چاله‌ ناحیه‌ای از فضا است که میدان گرانشی فوق العاده بالایی دارد بطوریکه هیچ چیز حتی نور نمی‌تواند از میدان گرانشی آن بگریزد. در سیاهچاله ناحیه‌ای به نام افق رویداد وجود داردکه هیچ چیزی بعد از عبور از آن نمی‌تواند به بیرون برگردد و یا به عبارت دیگر بلعیده می‌شود.این یکی از اسرار سیاهچاله هاست که دانشمندان روی چگونگی آن به تحقیق و پژوهش می‌پردازند. "سیاه" نامیده می‌شود چون همه نوری که به داخل آن راه می‌یابد را به دام می اندازد دقیقا مانند مفهوم جسم سیاه در ترمودینامیک. یک سیاهچاله برخلاف درون نامرئی اش می‌تواند حضور خود را از طریق فعل و انفعال با محیط اطراف نشان دهد.ما از طریق دیدن حلقهٔ تجمعی و یا یک گروه از ستاره‌ها که به دور یک ناحیه تاریک و خالی در حال گردش اند می‌توانیم به حضورشان پی ببریم.
مقدمه

یک سیاهچاله اغلب شی ئی تعریف می‌شود که سرعت گریز آن حتی از سرعت نور بیشتر است. سرعت گریزحداقل سرعت ممکن برای یک جسم می‌باشد تا بتواند از میدان گرانشی جسمی دیگر فرار کند. برای درک بهتر موضوع تصور کنید روی سطح یک سیاره ایستاده ایدوسنگی را مستفیما به بالاپرتاب می کنید. . فرض کنیدکه سنگ را با قدرت زیادی پرتاب نکرده باشید سنگ برای مدتی بالا خواهد رفت اما در نهایت به خاطر گرانش سیاره پایین خواهد افتاد. اگر سنگ را به اندازه کافی محکم پرتاب کنید سنگ ممکن است از گرانش سیاره بگریزد در این حالت سنگ برای همیشه به بالا رفتن ادامه خواد داد.سرعتی که نیاز است با آن سنگ را پرتاب کنید تا از گرانش سیاره بگریزدسرعت گریز نامیده می‌شود. سرعت گریز برای کره زمین تقریبا برابر 11 کیلومتربرثانیه می‌باشد و برای خورشید 660 کیلومتر بر ثانیه است. بدین ترتیب هر چه جرم افزایش می‌یابد و یا شعاع کاهش می‌یابد و به طور کلی هرچه جسم چگال تر باشد سرعت گریز نیز افزایش می‌یابد. می‌توان حدس زد که سرعت گریز برای یک سیاهچاله با جرمی حدود چند میلیون برابر خورشید چقدر است.! مطمئنا سرعت گریز سیاهچاله‌ها بیشتر از سرعت نور می‌باشد در نتیجه هیچ چیز نمی‌تواند از آن فرار کند.در نظریه نسبیت عام تمام جرم یک سیاهچاله درتکینگی متمرکز می‌شود که می‌تواند یک نقطه یا یک حلقه یا یک کره باشد.در اطراف تکینگی کره فرضی به نام افق رویداد وجود دارد که " نقطه بدون بازگشت " را مشخص می‌کند. مرزی که هرچیزی که از آن عبورکند به ناچار به سمت تکینگی هدایت می‌شود. فاصله بین تکینگی تا افق رویداد اندازه یک سیاهچاله را معین می‌کند.

از نظر دانشمندان به طور کلی به دو دسته سیاهچاله‌های چرخشی و غیرچرخشی تقسیم می‌شوند.اما دسته بندی معمول بر اساس جرم آنان می‌باشد. وقتی سیاهچاله‌ها براساس فروپاشی گرانشی یک ستاره شکل می‌گیرند سیاهچاله‌های ستاره وار نامیده می‌شوند.سیاهچاله‌هایی که در مرکز کهکشان ها یافت شده اند جرمی چند میلیون برابر جرم خورشید دارند و در نتیجه سیاهچاله‌های پرجرم نامیده می‌شوند.دانشمندان معتقدند بین این دو اندازه سیاهچاله‌هایی با جرم چندین هزار برابر جرم خورشید نیز وجود دارند که سیاهچاله‌های جرم متوسط نامیده می‌شوند و اما میکرو سیاهچاله ها که دانشمندان معتقدند در زمان انفجار بزرگ شکل گرفته اند و همچنین امکان ساخت چنین سیاهچاله‌هایی در دستگاههای شتاب دهنده ذرات روی زمین وجود دارد.با این وجود تا کنون هیچ میکروسیاهچاله‌ای از سوی دانشمندان شناسایی نشده است.

تاریخچه

مفهوم جسمی که آن قدر پرجرم است که حتی نور هم نمی‌تواند از آن بگریزدابتدا از سوی زمین شناسی به نام جان میچل درسال 1783 مطرح شد که آن را در مقاله‌ای که به هنری کوندیش فرستاد و از سوی انجمن سلطنتی به چاپ رسید عنوان کرد. در آن زمان مفهوم نظریه گرانش نیوتن و مفهوم سرعت گریز شناخته شده بودند. طبق محاسبات میچل جسمی با شعاعی 500 برابر شعاع خورشید و چگالی مشابه در سطح خود سرعت گریزی بیش از سرعت نور خواهد داشت و بنابر این غیر قابل مشاهده خواهد بود. به بیان او :

" اگر شعاع کره‌ای با چگالی مشابه خورشید قرار باشد که 500 بار از آن بزرگ تر
باشد جسمی که از ارتفاع بینهایت به سمت آن سقوط می‌کند در سطح آن سرعتی بیش
ازسرعت نور به دست می‌آورد و اگر فرض کنیم نور با نیروی مشابهی به سمت ستاره
کشیده شود آنگاه تمام نوری که از چنین جسمی ساطع می‌شود به ناچار به وسیله
گرانش آن به سمت خود ستاره بازمی گردد."

در سال 1796 پیر سیمون لاپلاس ریاضی دان فرانسوی نظریه مشابهی را در ویرایش اول و دوم کتاب خود به نام آشکارسازی نظام جهان مطرح کرد. این مطالب در ویرایش های بعدی کتاب حذف شد. این نظریه در قرن نوزدهم توجه چندانی را به خود جلب نکردزیرا فیزیک دانان براین باور بودند که نور به صورت موج و فاقد جرم است و بنابراین تحت تاثیر گرانش قرار نمی‌گیرد. درسال 1915 آلبرت اینشتین که قبلا نشان داده بود که گرانش نور را تحت تاثیر قرار می‌دهد نظریه گرانش خود به نام نسبیت عام را مطرح کرد .چند ماه بعد کارل شوارتسشیلد راه حلی برای میدان گرانشی یک جرم نقطه‌ای و یک جرم کروی ارائه داد که نشان می‌داد سیاهچاله‌ها می‌توانند به صورت تثوری وجود داشته باشند. شعاع شوارتسشیلد امروزه به عنوان شعاع افق رویداد یک سیاهچاله غیرچرخشی شناخته می‌شود. در سال 1930 سابراهمانیان چاندراسخاراختر فیزیک دان هندی ادعا کرد که یک جسم غیر تابنده با جرمی معادل 41/1 برابر جرم خورشید به این دلیل که تا آن زمان چیزی که بتواند جلوی فروپاشی آن را بگیرد شناخته نشده بودفرو می پاشد. رابرت اوپنهایمر پیش بینی کرد که ستارگان پرجرم ممکن است فروپاشی گرانشی تاثیرگذاری را تجربه کنند.اصولا سیاهچاله‌ها می‌توانند در طبیعت شکل بگیرند. از دید یک ناظر خارجی فروپاشی به سرعت درحال کندشدن است و در نزدیکی شعاع شوارتسشیلدانتقال به قرمز بسیار زیادی پیدا می‌کند به همین علت چنین اجسامی تا مدت ها " ستارگان منجمد " نامیده می‌شدند.در سال1967 پیشرفت های نظری و تجربی علاقهٔ اختر فیزیک دانان را به سیاهچاله‌ها برانگیخت. استیفن هاوکینگ ثابت کرد سیاهچاله‌ها یک خصوصیت عمومی در نظریه گرانشی اینشتین هستند و با فروپاشی برخی اجسام به ناچار سیاهچاله به وجود می‌آید. جامعهٔ ستاره شناسی با کشف تپ اخترها علاقه دوباره‌ای به سیاهچاله‌ها پیدا کرد. پس از مدتی اصطلاح سیاهچاله(حفره سیاه) از سوی فیزیک دانی به نام جان ویلرمطرح شد. او نخستین بار در سخنرانی عمومی خود با عنوان جهان ما شناخته‌ها و ناشناخته‌ها در دسامبر سال 1967 از این نام استفاده کرد.برای تشخیص سیاهچاله‌های نسبیت عام از دیگر اجرام نیوتنی که از سوی لاپلاس و میچل مطرح شده بودند غالبا آن اجرام را ستارگان تاریک می نامند.

ویژگی ها و خصوصیات

نظریه "بدون مو" ی جان ویلر بیان می‌دارد تنها سه ویژگی سیاهچاله‌ها قابل تشخیص هستند که عبارتند از : جرم و بار الکتریکی و اندازه حرکت زاویه ای. این ویژگی ها خاص هستند چون از بیرون سیاهچاله قابل تشخیص اند.آن چه بین دانشمندان متداول است دسته بندی سیاهچاله هابر اساس جرم آنان می‌باشد.

طبقه بندی بر اساس جرم


سیاهچاله‌های پر جرم

جرمی بین چندصدهزار تا چند میلیون برابر جرم خورشید دارند و پیش بینی می‌شود که در مرکز همه کهکشان ها از جمله کهشکان راه شیری وجود داشته باشند. بزرگترین سیاهچاله پرجرم شناخته شده در محل OJ 287 قرار دارد و جرمی معادل 18 میلیون برابر جرم خورشید دارد.

سیاهچاله‌های جرم متوسط

این سیاهچاله‌ها جرمی هزاران برابر جرم خورشید دارند و گمان می‌رود که این سیاهچاله‌ها نیروی منابع اشعه ایکس را در فضا تامین می‌کنند. هیچ راه مستقیمی برای شکل گیری آنان شناخته نشده است اما محتمل است این نوع از برخورد سیاهچاله‌های با جرم کمتر شکل می‌گیرد.

سیاهچاله‌های ستاره وار

این سیاهچاله‌ها جرمی بین سه تا پانزده برابر جرم خورشید دارند و از دو طریق تشکیل می‌شوند. یکی فروپاشی گرانشی ستاره‌های منفرد و دیگری برخورد ستاره‌های دودویی نوترونی .

میکرو سیاهچاله‌ها

جرم این سیاهچاله‌ها به اندازه‌ای است که در آنها اثرات مکانیک کوانتومی اهمیت زیادی پیدا می‌کند. به طور کلی سیاهچاله‌هایی که جرمی کمتر از جرم خورشید دارند میکرو سیاهچاله نامیده می‌شوند.

افق رویداد

محدوده‌ای از سیاهچاله است که هیچ چیز حتی نور نمی‌تواند به خارج از آن بگریزد. افق رویداد یک سطح جامد نیست و مانع ورود ماده یا تابشی که به سمت ناحیه داخل آن در حرکت است نمی‌شود. در واقع افق رویداد یک ویژگی تعریف شده سیاهچاله است که حدود سیاهچاله را مشخص می‌کند.علت سیاه بودن افق رویداد هم این است که هیچ پرتوی نور یا تابش دیگری نمی‌تواند از آن بگریزد. از این رو افق رویداد هر آنچه را که درون آن اتفاق می افتد از دید دیگران پنهان نگه می‌دارد. در حال حاضر بهترین نظریه‌ای که می‌توان با استفاده از آن اتفاقات درون افق رویداد را پیش بینی کرد نظریه نسبیت عام اینشتین است.

تکینگی

براساس نسبیت عام جرم یک سیاهچاله به طور کامل در داخل ناحیه‌ای با حجم صفر فشرده شده است. این ادعا بدین معناست که چگالی و گرانش این نقطه بی نهایت است.علاوه بر این خمیدگی فضا-زمان در این نقطه بی نهایت خواهد بود. این مقادیر بی نهایت باعث می‌شوند که بیشتر معادلات فیزیکی از جمله معادلات نسبیت کارایی خود را در مرکز سیاهچاله از دست بدهند. از اینرو فیزیک دانان این ناحیه بی نهایت چگال با حجم صفر در مرکز سیاهچاله را تکینگی می نامند. تکینگی در یک سیاهچاله غیرباردار غیرچرخشی یک نقطه است به عبارت دیگر ناحیه‌ای است که طول عرض و ارتفاع آن صفر است.امادر مورد این تعریف تردیدهایی وجود دارد.براساس مکانیک کوانتومی هیچ جسمی نمی‌تواند دارای اندازه صفر باشد.بنابر تعریف مکانیک کوانتومی مرکز یک سیاهچاله تکینگی نیست بلکه ناحیه‌ای است که در آن مقادیر زیادی ماده در کوچک ترین حجم ممکن فشرده شده است.

فوتون کره

فوتون کره یک سیاهچاله غیرچرخشی محدوده‌ای است کروی با ضخامت صفر و فوتون هایی که در طول مسیر مماس بر این کره حرکت می‌کنند در مداری دایره‌ای گرد آن به دام می افتند. در سیاهچاله‌های غیرچرخشی شعاع فوتون کره یک و نیم برابر شعاع افق رویداد است .

آرگوسفر

هر جسم فوق چگال و بزرگ در حال چرخش اثری ایجاد می‌کند که به " کشش چارچوب " معروف است. کشش چارچوب باعث می‌شود که فضا- زمان اطراف جسم در راستای چرخش آن کشیده شود. آرگوسفر یکی از ویژگی های سیاهچاله‌های چرخشی است این کره با این نواحی هم مرز است:

از بیرون با سطح کروی شکل پهنی که در قطب هایش بر افق رویداد منطبق است و به طرز قابل توجهی در ناحیه استوایی خود پهن تر است. این محدوده را معمولا " ارگوسرفس " یا سطح کار می نامند.

از درون با افق رویداد بیرونی .

روش های شناسایی سیاهچاله‌ها

در بعد تئوری هیچ چیز نمی‌تواند از درون افق رویداد یک سیاهچاله به بیرون آن راه یابد.با این وجود سیاهچاله‌ها را می‌توان با مشاهده پدیده‌های نزدیک آنها یا حلقهٔ تجمعی وعدسی گرانشی وفوران های کهکشانی.

حلقه‌های تجمعی و فوران های پر انرژی

حلقهٔ تجمعی بسیار داغ و چرخان پیرامون سیاهچاله که متشکل از مواد در حال سقوط به درون سیاهچاله است آشکارترین نشانه برای شناسایی سیاهچاله‌ها است. غلظت داخلی حلقه باعث می‌شود حلقه داغ شده و مقادیر زیادی پرتوی ایکس و تابش فرابنفش از خود ساطع کند. با این همه حلقه های تجمعی و فوران های پرانرژی تنها به سیاهچاله هااختصاص ندارند بلکه در اطراف اجسام دیگری از قبیل ستارگان نوترونی نیز یافت می‌شوند.

عدسی گرانشی

جزو آن پدیده‌هایی است که پیدایش آن می‌تواند دلایل دیگری به جز وجود سیاهچاله‌ها داشته باشد. یک عدسی گرانشی می‌تواند با خمیده کردن پرتوهای نور که در عدم حضور آن هرکدام به سویی می‌رفتند به سمت تلسکوپ های ما تصاویر چندگانه‌ای از اجرام بسیار دور به ارمغان آورد.

آشکارسازی سیاهچاله‌ها

یکی از راههای کشف سیاهچاله‌ها استفاده از امواج گرانشی است که هنگام فروپاشی گسیل می‌دارند. هر جرم اختری از حیث شکل نامتقارن تششع ممکن است یک منبع قابل اکتشاف مشخص به وجود آورد. جوزف وبر از دانشگاه مریلند، پیش کسوت رشته تشعشع گرانشی، رویدادهای زیادی را کشف کرده‌است که حاکی از ویرانی وسیع ماده در جهان، از راه فروپاشی گرانشی است. کارافزار او عبارت است از آنتن‌های آلومینیومی، ابزاری که به‌وسیله سیمهایی در داخل اتاقهای حفاظ داری آویزانند. این کار افزار او قادر به کشف سیاهچاله‌ است، اما متاسفانه این کار را نمی‌تواند به دقت انجام دهد.

تبدیل ستارگان بزرگ به سیاه‌چاله‌ها

ابتدا برای فهم بهتر سیاهچاله‌ها بد نیست این را بدانید سیاهچاله‌ها به قدری متراکمند که اگر کل کرهٔ زمین قطرش به ۰/۹ سانتیمتر تقلیل یابد اما جرمش ثابت بماند به یک سیاهچاله تبدیل می‌گردد.

بر سر ستاره در حال مرگی که بیش از ۱٫۴ برابر خورشید است چه می‌آید؟ حتی نیروی قوی نیز نمی‌تواند سرعت فرو پاشی درونی آن را متوقف سازد. و این ستاره کاملاً فرو می‌پاشد و از مرحله ستاره نوترونی فراتر رفته و حتی به یک شی کوچک‌تر و چگال تر یعنی سیاهچاله‌ تبدیل می‌شود.اگر هر جسم را به اندازه شعاع شوارتز شیلد منقبض کرد ان به یک سیاه چاله تبدیل می‌شود شعاع شوارتز شیلد زمانی ایجاد می‌شود که سرعت گریزه از جاذبه به سرعت نور برسد

فروپاشی کامل به معنای آن نیست که سیاهچاله‌ از روی صفحه جهان محو می‌شود. همان طور که به‌وسیله اینشتین توصیف شده‌است ساختار فضا- زمان فرو پاشی بی پایان را منتفی می‌کند و به جای آن یک انحنای غیر مادی، نامرئی و واقعی فضا را به وجود می‌آورد. یک سیاهچاله‌ را می‌توان به مرد نامرئی سنگین وزنی تشبیه کرد که روی یک نیمکت نشسته‌است. او دیده نمی‌شود ولی وزن او در نیمکت فرورفتگی ایجاد می‌کند.

سیاهچاله‌ برای فیزیکدانان نظری چیز تازه‌ای نیست. در سال ۱۹۳۹ج. اوپنهایمرو هارتلند و اس. اشنایدر برای نخستین بار سیاهچاله‌ها را به عنوان نتیجه‌ای از نسبیت عمومی پیشنهاد کردند ولی در آن زمان برای تشخیص آنها هیچ راه معلومی وجود نداشت. اما با پیشترفت اخیر اخترشناسی رادیویی و کشف علائم رادیویی توضیح ناپذیر از اعماق فضا، سیاهچاله‌ها به صورت موضوع بسیار مهم اخترشناسی درآمده‌اند. دانشمندان معتقدند که این اشیای نظری پدیده‌های با انرژی فوق العاده چون اختر نماها و تپ اخترها می‌توانند نقشی داشته باشند. سیاهچاله‌ها و ستارگان نوترونی تنها اشیای شناخته شده در فیزیک هستند که برای انجام مشاهده‌های اخترشناختی روی چنان فرستنده‌های بسیار نیرومند تشعشع، به اندازه کافی فشرده و پر جرمند.

تعداد سیاهچاله‌ها در جهان

به عقیده‌ای.جی.دابلیو. کامرون از دانشگاه یشیوا ممکن است جهان پر از سیاهچاله‌ باشد. نظریه کیهان‌شناسی پیش بینی می‌کند که جهان شامل مقدار مشخصی ماده‌است. اما اخترشناسان از مشاهده‌هایشان استنباط کرده‌اند که تقریباً ماده به اندازه کافی وجود ندارد تا این پیش بینی‌ها را عملی سازد. ماده مشاهده شده به اندازه قابل ملاحظه‌ای کمتر از ماده پیش بینی شده‌است. دکتر کامرون بر آن است که ماده گمشده ممکن است به وسیله شمار زیادی سیاهچاله‌ بلعیده شده باشد.

تاریخ شیمیایی جهان نشان می‌دهد که نخستین ستارگانی که تشکیل شده‌اند بسیار بزرگ بوده‌اند و انتظار می‌رود به سیاهچاله‌ها تبدیل شوند. با قطعیت نمی‌توان گفت که همه ستارگان ناگزیر به سیاهچاله‌ها مبدل می‌شوند. دانشمندان نشان داده‌اند که ستارگان نا متقارن ستارگانی که تقارن کروی تقریباً کامل ندارند به این سرنوشت دچار می‌شوند. اما به عقیده وای. ب. زلدوویچ فیزیکدانان شوروی و گروه انگلیسی استیون هاوکینگ، راجر بن روز و روبرت چراک، عدم تقارن شکلی کوچک، یک ستاره بزرگ را نجات نخواهند داد.


جهان حفره‌ها

سیاهچاله ، این اجرام نادر و عجیب ، را می‌توان نتیجه تفکرات جوان باهوش آلمانی که در سال ۱۹۱۹ در دفتر ثبت اختراعات سوئیس مشغول به کار بود دانست. آلبرت اینشتین در سال 1919 تئوری نسبیت عام خود را که انقلابی عظیم در فیزیک نوین بود را ارائه کرد. آلبرت اینشتین پی برده بود که جهان اساساً در مکانهای متفاوت نسبت به قوانین نیوتن قابل توضیح نیست. او گفت که سه بعد از فضا نمی‌توانند به صورت مجزا از بعد چهارم یعنی زمان باشند. او گفت که اینها باهم پیوسته هستند و آنها فضا - زمان نامید. این ساختار همانند یک ساختار نامرئی است که در واقع وجود دارد. او گفت که فضا نمی‌تواند مطلق باشد، بلکه پیوسته است. این بافت فضا زمانی می‌تواند خمیده شود و یا اینکه پیچ و تاب پیدا کند.

این بافت که می‌تواند جالب باشد فقط در صورتی می‌تواند مسطح و صاف باشد که هیچ چیز در روی آن وجود نداشته باشد. اگر جسمی جرم دار در روی آن وجود داشته باشد گرانش نیز وجود دارد و هر جا که گرانش وجود داشته باشد این بافت فضا - زمان خمیده می‌شود. این خمیدگی این بافت برای اجرام حکم می‌کند که چگونه حرکت کنند، در واقع می‌گوید که گرداگرد این فضا - زمان خمیده به سیر و سفر بپردازند. گرانش در تئوری نسبیت عام اثر هندسی جرم بر فضای اطراف خود است. اگر بخواهیم کمی ساده‌تر توضیح دهیم همین خمیدگی عامل ایجاد گرانش است.

انیشتین برای تصور این واقعیت فرض کرد که کاغذی دارد و آن کاغذ را ساختار فضا - زمان فرض کرد. او جسمی سنگین را در روی آن ماغذ قرار داد (آن جسم را خورشید در نظر گرفت) و دید که در ساختار کاغذ خمیدگی و فرو رفتگی ایجاد شده است. او گفت که این فضا زمان خمیده گرانشی تولید می‌کند که هر چه این خمیدگی بیشتر باشد گرانش نیز قوی‌تر خواهد بود. سرانجام در جهان اجرامی وجود دارند که این خمیدگی را به نهایت خود می‌رسانند و تمام مسیرها را بسوی خود خم می‌کنند و این اجرام حقیقتا" سیاهچاله‌های کیهانی هستند.

منبع
http://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%B3%DB%8...B%8C%DB%8C

[Parnia Shokri]

http://www.nasa.gov/images/content/58196...raphic.jpg

ببخشيد ميدونم اين پست قديميه ولی گفتم اين عکس رو هم بذارم که کامل تر بشه!

[mars]

[color="#0000ff"]

[color="#ff0000"][b]
آیا سیاه چاله ها نابود کننده سیارات اند؟[/color]
ارسال در: 1390/08/17-12:45
بعضی از سیاه چاله های عظیم توسط یک ابر گرد و گاز که شکل حلقه ای را دارد، به طرز مرموزی احاطه شده است. وجود این ابر ها مدتها معمای حل نشده بود، اما هفته پیش یک دانشمند از دانشگاه لیست نظریه جدیدی را مطرح ساخت که منشاء این ابرها را توضیح میدهد.

یونس بخشی

بعضی از سیاه چاله های عظیم توسط یک ابر گرد و گاز که شکل حلقه ای را دارد، به طرز مرموزی احاطه شده است. وجود این ابر ها مدتها معمای حل نشده بود، اما هفته پیش یک دانشمند از دانشگاه لیست نظریه جدیدی را مطرح ساخت که منشاء این ابرها را توضیح میدهد. بر اساس این نظریه این ابر ها زمانی بوجود آمده اند که سیارات و سیارک های قسمت مرکزی کهکشان؛ جائیکه سیاه چاله عظیم قرار دارد، به درون سیاه چاله سقوط نموده اند.چون یک سیاه چاله حکم ناقوس مرگ را برای هر جرمی دارد که به او خیلی نزدیک میشود، بنابرین حتی سیارات نزدیک به یک سیاه چاله به سرنوشت شوم محکوم اند، اما مرگ آنها در اثر مکیده شدن نیست. منطقه مرکزی کهکشان ها برای سیارات نابود کننده است.


انعکاس نور بازتاب شده توسط ستاره (تکشاخ v838) که در جنوری 2002 600 هزار بار درخشان تر از خورشید شد.

دکتور سرگی نیاکشین که تحقیقات خود در این باره را در ماهنامه انجمن نجوم سلطنتی آمده می گوید " زندگی در این سیارات خیلی وحشتناک است".
در مرکز تقریبأ تمام کهکشان ها یک سیاه چاله بسیار عظیم وجود دارد. مطالعات قبلی نشان داد که نیمی این سیاه چاله ها توسط ابر های از گرد احاطه شده اند.
نیاکشین و تیم او انگیزی برای نظریه جدید خود در منظومه شمسی یافته و نظریه خود را بر اساس ابر گرد و گاز دایره البروج (مسیر حرکت سیارات بدور خورشید) میداند که به عقیده همه دانشمندان در اثر سقوط اجرام سخت مانند سیارک و شهاب سنگ ها بوجود آمده است.اما نکته محوری در نظریه نیاکشین این است که نه تنها سیاه چاله بلکه در قسمت مرکزی یک کهشکان ستاره ها و سیارات و سیارک های زیادی وجود دارد. نظریه این تیم ادعا میکند که هر گونه برخورد میان سیارات و سیارک ها در قسمت مرکزی یک کهکشان میتواند با سرعت بیش از 1000 کیلومتر در ثانیه باشد. با توجه به این سرعت زیاد و انرژی که در این برخورد بوجود می آید، اجرام سنگی به دانه های گرد ریز (میکروسکوپی) پودر میشوند. نیاکشین می گوید که منطقه مرکزی یک کهشکان خیلی محیط خشن و ناپایدار است و با توجه به تابش بسیار قوی مرگبار و برخورد های سریع که هر دو باعث می شوند هر سیاره نزدیک به یک سیاه چاله دنیای نامهربان و خشن باشد، این سیارات قبل از سقوط به سیاه چاله کاملأ نبود می شوند. هر گونه برخورد سریع خبر بد برای موجودات زنده احتمالی در آن سیاره است. از سوی دیگر گرد و غبار ناشی از این برخورد مانع رسیدن تابش های کشنده از دیگر بخش های کهکشان می گردد و در نتیجه باعث می شود تا حیات در دیگر قسمت های مرکزی کهکشان شکل بگیرد.

به باور این دانشمند درک بهتر از منطقه گرد و غبار نزدیک سیاه چاله مرکزی برای شناخت بهتر چگونگی رشد سیاه چاله و اثرات آن بر کهشکان میزبان بسیار مهم است. ما حدس میزنیم که سیاه چاله عظیم در مرکز کهکشان راه شیری بیشتر گرد و گاز های را که میتوانند به ستاره و سیارات بیشتر مبدل شوند، به بیرون پرتاب میکند. شناخت منشاء این گرد و غبار در مناطق مرکزی کهکشان ما را یک گام دیگر به حل معمای سیاه چاله های عظیم نزدیکتر می سازد.

[attach=config]1057[/attach][attach=config]1058[/attach][attach=config]1059[/attach]
[/b][/color]

[amir adib]

برای نخستین بار، شرح کاملی از تولد یک سیاه چاله ارایه شد

دانش > فضا - همشهری آنلاین: ستاره شناسان آمریکایی با استفاده از اطلاعات جمع آوری شده توسط تعداد زیادی تلسکوپ موفق شدند اولین شرح کامل از تولد یک سیاه چاله را ارائه کنند

دانشمندان مرکز هوا فضای هاروارد، اسمیت سونیان برای اولین بار یک شرح با جزئیات دقیق از یک سیاه چاله را ارائه و تاریخ این جرم کیهانی را از لحظه تولد آن که در حدود 6 میلیون سال قبل رخ داده است بازسازی کردند. در این تحقیقات، ستاره شناسان با استفاده از تعداد زیادی از تلسکوپ*های زمینی و مدارگرد توانستند اسرار قدیمی درباره منظومه ستاره*ای دوتایی Cygnus X-1 (صلیب شمالی X-1) را به دست آورند.

این منظومه دوتایی که در حدود 50 سال قبل کشف شده است به دلیل اینکه یک چشمه پرقدرت پرتوهای ایکس است شهرت دارد.

Cygnus X-1 از یک ستاره و یک سیاه چاله تشکیل شده است. به خاطر این تحقیق، دانشمندان توانستند جرم سیاه چاله و سرعت چرخش آن را با دقت بی سابقه*ای محاسبه کنند.

این دانشمندان در این خصوص توضیح دادند: "تاکنون اطلاعات زیادی درباره سیاه چاله*ها در دست نبود اما اکنون جرم و سرعت آنها را می*شناسیم و شرح کاملی درباره این اجرام در اختیار داریم."

به گزارش خبرگزاری مهر، منظومه دوتایی Cygnus X-1 از زمانی که کشف شده مورد مطالعه قرار گرفته است، اما تلاش*هایی که در گذشته برای اندازه*گیری جرم و سرعت چرخش آن انجام می*شد، به دلیل اینکه اطلاع دقیقی درباره فاصله آن تا زمین در دست نبود، با شکست مواجه می*شد.

اکنون این ستاره شناسان با استفاده از اطلاعات رادیویی جمع آوری شده توسط تلسکوپ*های VLBA در بنیاد ملی علوم توانستند فاصله این منظومه را از زمین در حدود 6 هزار و 70 سال نوری محاسبه کنند.

محاسبات قبلی، فاصله این جرم کیهانی را بین 5 هزار و 800 تا 7 هزار و 800 سال نوری تخمین زده بود.

همچنین به خاطر رصدهایی که به مدت بیش از 20 سال تلسکوپ*های فضایی "رصدخانه پرتوهای ایکس چاندرا"، "اکتشاف گر زمان سنجی پرتو ایکس رُسٌی"، و "ماهواره پیشرفته برای کیهان شناسی و فیزیک نجوم" انجام شده است، دانشمندان توانستند اطلاعات دقیقی درباره جرم و سرعت چرخش Cygnus X-1 به دست آورند.

برپایه این اطلاعات، این سیاه چاله در حدود 15 برابر بزرگ*تر از خورشید و سرعت چرخش آن بیش از 800 دور در ثانیه است.

این اطلاعات جدید به ستاره شناسان شاخص*های قابل توجهی درباره اینکه یک سیاه چاله چگونه متولد می*شود، چقدر وزن دارد و با چه سرعتی می*چرخد ارائه می*کند.

[amir adib]

سیاهچاله*ای غول*پیکر و عجیب
دانش > فضا- همشهری آنلاین: دانشمندان سیاهچاله عظیمی با جرمی معادل 17 میلیارد ستاره در فاصله 220 میلیون سال نوری شناسایی کرده*اند

به گزارش ایسنا، کهکشان کوچک و مسطح NGC1277 میزبان یکی از عظیم*ترین و پرجرم*ترین سیاهچاله*هایی است که تاکنون کشف شده است.

این سیاهچاله غول*پیکر با رنگ نارنجی درخشان، 14 درصد جرم کلی کهکشان را تشکیل می*دهد، درحالی که سیاهچاله*های کشف شده در مرکز کهکشان*های دیگر تنها 0.1 درصد جرم کهکشان را به خود اختصاص می*دهند.

پهنای این سیاهچاله غول پیکر 11 برابر بزرگ*تر از مدار سیاره نپتون است که در صورت فلکی برساووش در فاصله 220 میلیون سال نوری واقع شده است.

دکتر کارل گبهارت، سرپرست تیم تحقیقاتی از دانشگاه تگزاس تأکید می*کند: کهکشان NGC1277 ساختاری بسیار عجیب و پیچیده دارد و تقریبا تماما سیاهچاله است که می*تواند نخستین نمونه در کلاس جدید سیستم*های کهکشان- سیاهچاله محسوب شود.

سیاهچاله*ای غول*پیکر و عجیب

کشف این سیاهچاله عظیم می*تواند فرضیه*های شکل گیری و تکامل سیاهچاله و کهکشان*ها را دستخوش تغییرات کند.

این سیاهچاله عظیم با استفاده از تلسکوپ 9 متری Hobby-Eberly* در تگزاس شناسایی شده است.

[kamy]

آیا نظریه ی استاد هاوکینگ درباره سیاهچاله ها درسته یا نه؟