به نام یگانه خالق جهان موضوع: سیاه چاله های فضایی
این فصل دیگری ست که سرمایش از درون درک صریح زیبایی را پیچیده می کند. یادش بخیر پاییز با آن توفان رنگاورنگ که بر پا می کند! (احمد شاملو)
گفته ی جدید استیون هاوکینگ در مورد سیاهچاله ها: به تازگی استیون هاوکینگ,فیزیکدان سر شناس ,عنوان خبر سازی رابیان کرد مبنی براینکه سیاهچاله هاوجودندارندویااگر وجودداشته باشدان طور که ما تصورمی کنیم نیستندبرای اینکه متوجه شویم چنین تفکراتی چکونه در فیزیکدان برجسته ای مانند هاوکینگ یا دیگرفیزیکدانان شکل می گیردباید به تاریخ مراجعه کنیم طی این نظریه پردازی هاهرنظریه ی تازه ای درموردخصوصیات سیاهچاله هاگروهی از مشکلات را حل کرده استاما مثل مار هیدراکه باقطع کردن هر کدام از سرهایش سر جدید جوانه می زندهر نظریه ی جدیدهم اگر چه برخی از مشکلات راحل کندام مشکلات جدیدی رانیز با خود به همراه دارد.
مقدمه : حتماً تا کنون کلمه ی سیاه چاله را شنیده ایدودرباره ی آن تاحدودی اطلاع داریداخیراً سیاهچاله ها موضوع بحث منجمان و دانشمندان قرار گرفته است.وجود ماده ی تاریکی در فضا که به دلیل عبور نکردن نور از داخل ان نمی توان اطلاعات زیادی از این بخش عالم بدست اورد.
گفته های قران کریم در مورد سیاهچاله ها: اجازه بدهید قبل از اینکه ببینیم اختر فیزیکدان ها در مورد سیاهچاله ها چه می گویند به گفته ای از قران کریم اشاره کنیم. به راستی سوگندبه اختربازاینده نمی خورم16ان روندگان نهان شونده17 و به شب چون تاریک شود18وبه سهیده چون بدمد19که این سخن فرستاده ای است بزرگوار (جبرئیل) خداوند در قران فرموده اند: یکی معجزات علمی که درقران امده است درمورد سیاه چالهامی باشد خداوند بااشاره به مشخصات خاصی در ایه ی بالا به سیاهچاله هااشاره میکند. این مشخصات عبارت اند از: 1)انها ستارگانی در حال حرکت هستند.2)انها پنهان هستند.3)انها ستارگانی جارو کننده هستند.
ایه های قران کریم در مورد سیاهچاله ها: در سوره ی النمل ایات 25 و26 نوشته شده است: تا برای خدایی که نهان رادر اسمان هاوزمین بیرون میاوردوانچه راپنهان میداریدوان چه رااشکار مینمایید داند سجده نکنید( 25)خداوندی که معبودی جزاو نیست و وصاحب عرش عظیم است.(26) در سوره ی المرسلات ایه ی 8و9نوشته شده است: پس وقتی که ستارگان محو شوند(8)وانگاه که اسمان بشکافند(9) در سوره ی الانفطارایات اول ودوم نوشته شده است: انگاه اسمان وزمین بشکافند(1)و چون ستارگان فرو ریزند(2)
سیاهچاله چیست: دریک تعریف ساده می توان گفت سیاهچاله ناحیه ای ازفضا وزمان است که مقدار بسیار زیادی جرم دران تمرکز یافته و هیچ چیز نمی تواند از میدان جاذبه ی ان خارج شود.کلمه ی سیاه درنام سیاه چاله به این دلیل که همه نوری که ازخارج به داخل راه می یابدرا به دام می اندازد. بنابراین یک سیاهچاله به دلیل انکه هیچ نوری از ان خارج نمی گرددنادیدنی است.امامی تواند بودن خود را از راه کنش وواکنش با ماده در پیرامون خودنشان دهد این باور جمعی در میان دانشمندان رو به گسترش است که در مرکز بیشتر کهکشان ها یک سیاهچاله ی پرجرم وجود داردو بر این باورند که یک سیاهچاله در مرکز کهکشان راه شیری ما نیز یک سیاهچاله با جرمی بیش از چهارمیلیون برابر جرم خورشیدوجود دارد.
چکیده: اشیاه خارجی امکان دارددر سیاهچاله فروبروند ،اما هیچ چیز که داخل ان است از بیرون مستقیماً دیده نمی شودوبه همین دلیل به انهاحفره ی سیاه (Black holes)یا سیاهچاله می گویند.و در کل کهکشان ها ممکن است هزاران سیاهچاله وجود داشته باشد.
انواع سیاهچاله ها: بنابرمطالعات اخترشناسان سیاهچاله ها بر4 نوع هستند: .Aنوع اول سیاه چاله ی ستاره ای نام دارد که جرم ان چندین برابر جرم خورشید است این سیاه چاله باقیمانده های ستارگان هستند. .Bنوع دوم سیاه چاله های غول پیکر هستند که در مرکز کهکشان ها ردیابی می شوندوجرم انها معادل چند میلیون یامیلیارد برابرجرم خورشید است. .Cنوع سوم سیاه چاله های میان جثه ای که همان حلقه های گم شده ی سیاه چاله ها هستند.ممکن است این سیاه چاله ها رابطه ی میان سیاه چاله های کوچک وبزرگ را فاش کنند. .Dنوع چهارم جرم برخی از این سیاه چاله هابرابر جرم نوع کوچک یاکمتر از ان است که به ان سیاه چاله های ریز می گویند که در اغاز عالم به وجود امده اند ونسبت به دیگر سیاه چاله ها غیر فعال تر هستند.
ویژگی سیاهچاله ها: بیشتراخترشناسان براین عقیده اند که بهترین مدل برای توضیح حرکت ستاره هاو ویژگی اجرام وساختار های نزدیک به کهکشان راویژگی سیاه چاله ها بیان می کند. 1)سیاه چاله ها در هنگام انفجار از خود پرتوی گاما تشعشع می کنند. 2)یکی دیگر از ویژگی سیاه چاله ها بعد مکانی وزمانی آن است. 3)شکل سیاه چاله ها به طور تقریبی دایره است .البته این نظریه به طور کامل قطعی نشده است:زیرا سیاه چاله هارا نمی توان به طور مستقیم دید.
پر کاربرد ترین سیاه چاله در کهکشان راه شیری: منجمین ژاپنی موفق به شناسایی جسمی مرموز در کهکشان راه شیری شده اند.انها می گویند این جسم اسمانی یک توده ابر گازی است که انرا CO-0.40-0.22نامیده اند و مولکول های گاز این توده ابری از سرعت زیادی برخوردار است. پیش از این سیاه چاله Sagittarius در مرکزکهکشان راه شیری بعنوان بزرکترین سیاه چاله شناخته شده بودحال اگر ثابت شود این جسم اسمانی سیاه چاله است می توان گفت که منجمین موفق به شناسایی سیاهچاله ی غول پیکردیگری شده اندکه در مدار 200سال نوری از مرکز کهکشان قرارداردامابه بزرگی سیاهچاله ی فوق نیست.
چگونگی تشکیل ونابود شدن سیاهچاله ها: سیاه چاله ها منطقه یا موجودی فرضی هستند که در ان ماده بینهایت متراکم,غلیظ,کم حجم,چگال ودارای میدان گرانشی بسیار قوی است. طبق تحقیقات به عمل امده,سیاه چاله حد نهایی یک ستارهی بزرگ با جرم بسیار سنگین و با حجمی نسبتاً کم می باشدوتنها می توان ان رابه کمک تلسکوپ مشاهده کرد. دانشمندی به اسم هاکینگ نشان داده که سیاه چاله هاهم ممکن است جرم خود را از دست بدهند.مقداری از انرژی گرانشی انها به ذراتی بیرون ازشعاع2.9 کیلومتر تبدیل می شودو این ذرات ممکن است از سیاه چاله ها بگریزند.چنین ذراتی بخشی از سیاه چاله ها را با خود می برندو به تدریج در فضا تبخیر می شوند.
چگونگی مشاهده ی سیاه چاله ها: 1)تلسکوپ فضایی هابل 2)تلسکوپ رادیویی 3)تلسکوپ های که به واسطه ی دوربین های قرمزو فناوری اپتیکی درحین عکس برداری به طور اتوماتیک ناآرامی سیاه چاله هارا نشان می دهند.
پیدایش: نوع واندازه ی سیاه چاله ها زمان پیدایش انها را تعیین می کند . برخی از انها در ابتدای تشکیل کائنات به وجود امده واکثراًدر مرکز کهکشان ها بوده وبه انها سیاه چاله های عظیم یا غول پیکر (supermassive Black Holes)گفته می شود.نوع دیگر ان استلار ها(stellar)هستندکه در اثر انفجارسوپر نواهابه وجود می ایند.انواع کوچکتر از یک الکترون با جرم زیادوجود دارند.
سیاه چاله ها ماده تاریک جذب نمی کنند: این باور وجود داردکه سیاه چاله هابااعمال نیروی جاذبه بسیار قوی بر روی موادو انرژی وفضای پیرامونشان اثرمیگذارندوهرچیزی رادرنزدیکی همسایگی انهاقرارداردرامی خورند.اماتحقیقات تازه نشان داده که ماده تاریک پیرامون سیاها چاله هاممکن است حکایت دیگری داشته باشد. ماده تاریکپیرامون سیاه چاله هادر مقابل گرانش بسیار قوی از خود مقاومت نشان می دهند.حدود 23درصدجهان هستیاز ماده تاریک پر رمزوراز ساخته شده است.ماده ای نامرئی که تنها ازروز اثار کرانی روی محیط پیرامونش شناسایی می شود.باور بر ان است که در ابتدای جهان توده های ماده تاریک گاز جذب می کرده اندو بعد هاجمع شده اند وستاره هاییرا ایجاد کرده اندکه خورشید نمونه ای از ان است.
تاریخچه سیاهچاله ها: پس ازانکه مکانیک نیوتونی تحت عنوان مکانیک آسمانی در شناخت جهان مورد استفاده قرارگرفت یکی ازمواردمورد توجه سیاهچاله ها بود. نخستین باردر سال 1780جان میشل طی مقاله ای سرعت فرار را با اطلاعات ان روز محاسبه کردواظهار داشت:اگر گرانش چنان قویی باشدکه سرعت فرار در انجابیش از سرعت نور باشدنور نم تواند از انجا بگریزد.البته در ان زمان بطورتقریبی سرعت نور را می دانستند,ولی حد سرعت ,سرعت نور نبود. زیرا در مکانیک نیوتونیسرعت نامتناهی قابل قبول نبود.در سال1796لاپلاس همان نظریه ی جان میچلرا دوباره مطرح کرد.در اواخر قرن نوزدهمسرعت نور کاملاً معلوم واندازه گیری شد.
ایا سیاهچاله هاجاروبرقی هستند: البته به یاد بسپاریدکه سیاهچاله هاجارو برقی های فضانیستند,انها هیچ چیزی را مصرف نمی کنند.بنابراین اگر چه ما نمی توانیم انها را ببینیم اما شواهد غیر مستقیمی وجود داردکه بودنشان راتاییدمی کند.بسیاری از دانشمندان,نظریه پردازانو حتی داستان نویسانسیاهچاله هارابا سفر در زمان و کرمچاله هامرتبط می دانندوهیچ بعید نیست که چنین نیز باشد.
تشعشعات سیاهچاله ها: وقتی که ماده هادرون سیاهچاله ها می افتند.یک ستاره همراه را به وجود می اورند,گرمای جسم بالا می رود,به میلیون ها درجه ی کلوین میرسد و شتاب می گیرد.ماده ی بسیار داغ اشعه ایکس از خود به بیرون ساطع می کند که می توان اندازه گرفت.
چکونه یک سیاهچاله را تشخیص می دهیم: شاید نتوانیم سیاهچاله را همانند تصاویر خیالی ببینیم اما حضوران را می توان بااستفاده ازاندازه گیری اثرات ان روی اجسام اطراف می توان متوجه شد . طریق زیر می تواند مورد استفاده قرار گیرد: 1)محاسبه جرم از طریق اجسامیکه دورسیاهچاله می چرخند یا به مرکز ان فرو می روند. 2)اثر همگرایی گرانشی 3)تشعشعات خارج شده از سیاهچاله
اگر سیاهچاله وجود داردایامی تواند جرم های عالم را در خود ببلعد: خیرسیاهچاله هایک افق رویداد دارنددر واقعهمان منطقه ایکه کسی نمی تواند از ان فرار کند اگر کسی از ان رد شودحکم ان جسم لمس تکنیکی و همانا فناست ولی در دورتر از اینافق شما می توانیداز مکیده شدن فرار کنیددر واقع قدرت مکش یک سیاهاچاله که جرمش به اندازه منظومه شمسی مااست در خارج از افق رویدادبه اندازه ی مکش منظومه ی شمسی در مقابل سایر اجرام است.
ایا خورشید سیاهچاله می شود: اول بگذارید خیالتان را راحت کنم که خورشید هیچگاه سیاهچاله نخواهد شد چرا که قبلاًگفته شده بودکه برای سیاهچاله شدن 10برابر جرم خورشید جرم لازم است. خورشید می تواندتا 5بیلیون سال نیز می تواند به زندگی خود ادامه دهدبعد از ان تبدیل به غول قرمز می شود در مدتی که بزرگ وبزرگتر می شودهمه چیز را به اصطلاح می خورد عطارد زهره ومتاسفانه زمین را:بعد از ان خورشید به پایان زندگی خودمی رسد وتبدیل به یک کوتوله ی سفید می شود.
ساختار سیاهچاله ها: با حل استاتیک غیر چرخشی یا تقارن کروی برای معادلات میدان انیشتن این نکته مشخص می شودکه سیاهچاله ها که از یک سمت به صورت چاه عمل مکنند در سطح دیگری به صورت چشمه عمل میکند.یعنی می تواند دوسطح مختلف فضا زمان را از جهان های گوناگون یا دو نقطه بسیار دور از جهان خودمان را به هم متصل کند. که به این حالت کرم چاله یا پل اینشتین رزن گفته می شود.
سیاهچاله های کهکشانی: اغلب ستاره شناسان بر این باورند که کهکشان راه شیری کهکشانی که در منظومه ی شمسی ما در ان قرار گرفته شامل میلیون ها سیاه چاله است دانشمندان تعدادی از انها را در کهکشان راه شیری پیدا کرده اند.این اجرام در ستاره های دوتایی که اشعه ی ایکس گسیل می کنندوجود دارند.یک ستاره ی دوتایی ,یک جفت ستاره اند که دور یکدیگر می چرخند.در یک ستاره ی دوتاییکه شامل یک سیاه چاله و یک ستاره ی معمولی است,ستاره در فاصله ای نزدیک سیاهچاله در گردش است . در نتیجه :گاز های ستاره را به شدت به درون خود فرو می برد.سایش واصط
افق حادثه در راه شیری: درسطح کره ای که هم مرکزنقطه یکتایی سیاهچاله است درفاصله معینی ازسیاهچاله که بسته به جرم ستاره است که جاذبه ی ان زیاد است که نور نمی تواند فرار کند به این فاصله افق حادثه گفته می شود.
نتایج تحقیقات هاوکینگ: *سیاهچاله ها می توانند وزن ازدست بدهند. *مقداری از انرژی جاذبه ای انها در خارج ازمحدوده شعاع شواتزشیلد ستاره به ذرات ماده تبدیل می شود. *ممکن است این ذرات به فضای بیرون بگریزند از این طریق مقداری از موادتشکیل دهندهسیاهچاله های بزرگ که به اندازه ی یک ستاره وزن دارندبرای تبخیر همه مواد تشکیل دهنده اش میلون هامیلیون وقت لازم است .در حالی که در مدت خیلی بیشتر از این مقدار ماده به ان اظافه می شود .بنابر این هیچگاه از طریق تبخیر وزن ان کاسته نمی شود.
عکس هایی از سیاهچاله های فضایی:
.
Chartتشگیل دهنده ی جنس سیاه چاله ها:
منابع : دانشنامه آزاد ویکی پدیا سایتهای تخصصی علوم فضایی
پایان