امروز دوشنبه 28 آبان 1397

ساختمان پزشکان

زمان انتشار: بدون تاریخ  

با مفهوم و مفهوم سیاه چاله آشنا شوید

Black_hole_lensing_web

سیاه چاله ها  بقایای سرد ستاره سابق، خیلی زیاد متراکم است که  قادر به فرار از کشش گرانشی قدرتمند خود نور هستند.حالت نهایی یک سیاه چاله  هنگامی است که در آن فوتون از داخل شعاع خاص تمام انرژی خود را از دست می دهند و نامرئی می شود. در واقع، نور در مجاورت چنین میدان های گرانشی قوی  رفتار کاملا عجیب و غریب دارد

انیشتین در سال 1915 در نظریه نسبیت عام خود از سیاه‌چاله‌ها سخن فرمود. این پدیده مرموز طبیعی کماکان در کانون توجه فیزیکدانان و اخترشناسان است.

در کلامی ساده، سیاه‌چاله چیزی است که از مکوششی شدن یک ستاره بزرگ باقی می‌ماند. اگر با مفهوم “ستاره” آشنا باشید می‌دانید که ستاره جسم بزرگی است که در داخل آن همجوشی در مقیاسی بزرگ و به طور پیوسته انجام می‌شود.
به علت بزرگ بودن جرم ستاره‌ها و وسیع بودن گاز در ساختار آن‌ها، میدان جاذبه گرانشی همواره در کوشش برای مکوششی کردن ستاره است. از طرفی همجوشی که در مرکز ستاره انجام می‌شود عامل ایجاد ثبات در این میان است و با مقابله با میدان گرانش، ستاره را از نابودی حفظ می‌کند.

هنگام مکوششی شدن ستاره، نیروی لازم برای همجوشی نابود می‌شود. در همین حال نیروی جاذبه گرانشی ستاره، محیط را برای اعمال نیروی خود آزاد می‌بیند و شروع به جذب همه مواد و اجرام در اطراف خود می‌کند.
با پر شدن فضای داخل هسته ستاره، دمای هسته افزودن می‌یابد و این امر عامل یک انفجار سهمگین است که تمام تابش‌ها و شعاع‌های انفجار آن در فضا پخش می‌شود. چیزی که از این انفجار باقی می‌ماند هسته‌ای فشرده و خیلی زیاد بزرگ است. میدان گرانش این هسته آنقدر وسیع و قوی است که حتی شعاع‌های نور نیز از در امان نمی باشدند.

شعاع دهانه به نام “شعاع شواترزشیلد” معروف است. این نام را به افتخار اختر شناس بزرگ، کارل شواترزشیلد انتخاب کرده‌اند که به پیشرفت تئوری‌های مربوط به سیاه‌چاله کمک‌هایی کرده‌است.

در کل دو نوع سیاه‌چاله وجود دارد:
• شواترزشیلد (Schwarzchild): سیاه‌چاله غیر دوار
• کِر(Kerr): سیاه‌چاله دوار

–سیاه‌چاله کارل شواترزشیلد ساده‌ترین نوع است که در آن مرکز زمان نمی‌کند و ثابت است. این نوع سیاه‌چاله تنها دارای یک نقطه یکتایی و یک افق رویداد است.
–سیاه‌چاله‌های کِر در طبیعت به وفور یافت می‌شوند و در آن‌ها هسته زمان می نماید و علت این زمان نیز، ستاره‌ای است که این سیاه‌چاله‌ها از آن‌ به وجود آمده‌اند.

معمولاً این ستاره‌های دوار هستند که سیاه چاله‌های کِر را بوجود می‌آورند. موقعی که ستاره‌ای دوار مکوششی می‌شود، هسته آن همچنان زمان می‌کند و به همین علت سیاه‌چاله بوجود آمده نیز به صورت دوار به جا می‌ماند. اگر با “اندازه حرکت زمانی” آشنا باشید این مطلب را بهتر متوجه می‌شوید.

03-dumbbell-push-press

سیاه‌چاله کِر از چهار قسمت زیر تشکیل می‌شود:
• تکینگی (Singularity) : همان هسته بجا مانده از ستاره مکوششی شده‌است.
• افق رویداد: دهانه سیاه‌چاله
• کارکُره (Ergosphere): اگر یک سیاه‌چاله حرکت مداری داشته باشد، آغاز به کشیدن فضا – هنگام به دور افق رویداد می‌کند. این گردش فضا به دور افق رویداد را کارکُره (ergosphere) می‌گویند و شکل بیضوی دارد.
•حد ایستائی (Static Limit): مرز بین کارکره و فضای معمولی

اگر جسمی از میان کارکره عبور کند و از زمان آن انرژی کسب کند شانس فرار از سیاه‌ چاله را دارد. ولی اگر جسمی از افق رویداد گذر کند به دورن سیاه‌چاله مکیده می‌شود. در حال حاضر هیچ کدام از تئوری‌های فیزیک نمی‌تواند توضیح دهد که داخل سیاه‌چاله چه اتفاقی برای ماده و انرژی می‌افتد.

با اینکه تا بحال هیچ سیاه‌چاله‌ای توسط انسان دیده نشده است، سه خاصیت اصلی سیاه‌چاله برای ما قابل اندازه‌گیری است:
• جرم
• بار الکتریکی
• اندازه حرکت زمانی

جرم سیاه‌چاله و اندازه حرکت آن را می‌توان توسط اجرام در حال حرکت اطراف آن و قوانین کپلر اندازه گرفت.
چیزی که ما به دنبالش هستیم یک ستاره یا حلقه گازی است که با رویت آن و مشاهده رفتار آن بتوانیم حضور سیاه‌چاله را تشخیص دهیم. برای مانند از مشاهده حرکت زمانی ستاره‌ای می‌فهمیم که اثری نامرئی و غیر محسوس عامل این زمان است و سپس در می‌یابیم که این اثر از جرم متراکم عظیمی می‌آید. از اینجا احتمال حضور یک سیاه‌چاله را می‌دهیم.

یک از راه‌های اکتشاف سیاهچاله‌ها استفاده از امواج گرانشی است که هنگام فروپاشی گسیل می ‌کنند. هر جرم اختری از حیث شکل نامتقارن تششع ممکن است یک منبع قابل اکتشاف مشخص به وجود آورد.
هنگامی که جسمی به داخل سیاه‌چاله مکیده‌ می‌شود دمایش به هزاران درجه کلوین می‌رسد و شتاب بزرگی می‌گیرد. این اجرام امواج مختلفی را گسیل می‌کنند که ساده ترین آن اشعه ایکس است که توسط رصدخانه‌ها و آشکار‌سازهای بیرون جو قابل رویت هستند.با وجود تمام کوشش‌های دانشمدان در شناخت سیاه‌چاله‌ها، این پدیده‌های فضایی یکی از مرموزترین و جذاب‌ترین مسالهات اختر فیزیک باقی می‌مانند.

اکنون هسته‌ای که داریم یک سیاه‌چاله (Black Hole) است. اگر یک سیاه‌چاله حرکت مداری داشته باشد، آغاز به کشیدن فضا-هنگام به دور افق رویداد می‌کند. این گردش فضا به دور افق رویداد را کارکُره (ergosphere) می‌گویند و شکل بیضوی دارد.
هسته ستاره مکوششی شده به عنوان مرکز سیاه‌چاله یا تکینگی (نقطه یکتایی) در نظر گرفته می‌شود. دهانه سیاه‌چاله به ” افق رویداد” یا Event Horizon معروف است.

ابتدا برای فهم بهتر سیاهچاله‌ها بد نمی باشد این را بدانید سیاهچاله‌ها به قدری متراکمند که اگر کل کرهٔ زمین قطرش به 0.9 سانتیمتر تقلیل یابد اما جرمش ثابت بماند به یک سیاهچاله تبدیل میگردد.
شاید بهتر است افق رویداد را به عنوان دهانه سایه‌چاله در نظر بگیرید که همه چیز را می‌بلعد. زمانی چیزی از افق رویداد می‌گذرد برای همیشه از بین می‌رود.

منبع:yjc.ir

اندروید lg مولفیکس