تبلیغات
پایگاه علمی سینوس

اسلایدر


 
برای تعجیل در فرج امام عصر (عج) یک صلوات با "وعجّل فرجهم" از ته دل بفرست

سیاه چاله های فضایی ... !

نویسنده : سرباز گمنام | تاریخ : 09:09 ق.ظ - یکشنبه 26 آذر 1391

مقدمه

حفره‌های سیاه جذابترین و اسرار آمیزترین اشیاء آسمانی هستند. مهمترین یافته‌های اختر شناسی سالهای 1960 تپ اخترها و اختر نماها هستند. تپ اخترها منابع رادیویی و (حداقل در یک مورد) منبع نوری تپنده منظم هستند. اختر نماها منابع نوری و رادیویی بسیار شدیدی هستند که ظاهراً از زمین فاصله زیادی دارند. کشف تپ اخترها و اخترنماها بیشتر در نتیجه پیشرفتهای اختر شناسی رادیویی تحقق یافت که در سالهای 1970منجر به جستجوی طبقه تازه‌ای از اشیاء آسمانی شد که عجیبترین پدیده‌های فیزیکی در جهانند.

حفره سیاه ( سیاهچاله ) چیست؟


یك حفره سیاه فضایی، جسمی است كه سرعت گریز آن بیشتر از سرعت نور باشد. سرعت گریز، به حداقل سرعتی گفته میشود كه یك جسم باید دارا باشد تا بتواند از جاذبه جسم دیگری بگریزد. برای گریز از نیروی جاذبه زمین، سرعت یك جسم باید به بیش از 40،000 كیلومتر در ساعت برسد. اما برای گریز از حفرة سیاه، سرعت جسم باید به بیش از سرعت نور كه حدود 300،000 كیلومتر در ثانیه است برسد، یعنی سرعت آن، بیش از یك میلیارد و هشتاد میلیون كیلومتر در ساعت باشد.
برای رسیدن به چنین سرعتی، بطور طبیعی، یك مشكل وجود دارد، و آن این است كه فقط نور چنین سرعتی دارد. چیزهایی كه مثل انسان و سفینة فضائی از ماده ساخته شده اند، حتی نمی توانند حدود آن سرعت را داشته باشند. به همین دلیل، هیچ چیزی نمی تواند از حفره سیاه بگریزد. اگر نور نتواند از حفره سیاه بگریزد، این بدین معنی است كه ما قادر به دیدن آن نخواهیم بود و در نتیجه، نمی توانیم بفهمیم كه چه چیزی در حفره سیاه اتفاق میافتد. در حقیقت عقاید ما در مورد حفرههای سیاه از تئوری كلی نسبیت آلبرت انیشتین منشاء میگیرد. برای دانشمندان مسلم است كه داخل یك حفره سیاه فعل و انفعالات فیزیكی ناشناخته زیادی انجام میگیرد.
حفره های سیاه بازمانده از ستارگان عظیمی هستند كه سوختشان به اتمام رسیده و به اصطلاح مرده اند. البته، فقط ستارگانی كه حجم آنها بیش از سه برابر خورشید خودمان است، حفرههای سیاه بوجود میآورند. بعضی از این ستارگان عظیم، منفجر شده و بصورت یك "سوپر نوا"ی درخشان در میآیند. بعضی سوپر نواها، بطور كامل منفجر شده و چیزی از خود باقی نمی گذارند. اما بعضی دیگر در مركز خودشان فرو میریزند و همه مواد در آنها با هم محكم برخورد كرده و به هم می چسبند. بستگی به اینكه مركز آنها چقدر عظیم و حجیم باشد، سوپر نواها تبدیل به نوترون شده و یا تبدیل به حفرههای سیاه میشوند.
به این خاطر كه ما نمیتوانیم خود حفرههای سیاه را ببینیم، ممكن است فكر كنیم كه پیدا كردن آنها غیر ممكن است. اما به كمك فنآوریهای ستاره شناسی، اولین آنها در سال 1972 میلادی كشف شد. نام این حفره Cyghus x-1 و متعلق به كهكشان راه شیری است. با وجود اینكه خود حفرههای سیاه دیده نمیشوند، اما تاثیر قوة جاذبه عظیم آنها بر ستارههای نزدیكشان را میتوان بررسی كرد. همیشه یك ستاره، با سوپر نوا جفت میشود و گازهای حاصل از آن ستاره بصورت مارپیچ به داخل سوپر نوا بلعیده میشوند. حركت مارپیچی گازها، تصویر یك حفره سیاه را در مركز سوپر نوا بوجود میآورد و بدین جهت است كه آن را حفره سیاه می نامند .

دانشمندان ، حفره‌های سیاه را که بر اثر نیروی گرانش خودشان فرو می‌پاشند، از تئوری نسبیت عمومی آلبرت انیشتین استنتاج کرده‌اند. تئوری انیشتین در نظریه جاذبه (گرانش) نیوتون کاملاً تجدید نظر کرده است.
اگر یک حفره سیاه در فضای خارجی کشف شود. این رویدادها برای فیزیک و اختر شناسی با اهمیت خواهد بود.  فیزیک کلاسیک  نمی‌تواند حفره سیاه را تبیین کند. اگر یک حفره سیاه وجود داشته باشد، نسبیت عمومی بطور واقعی مورد تأیید قرار خواهند گرفت.

شناسایی حفره سیاه

سرعت گازهایی که به سوی حفره سیاه سرازیرند به سرعت نور می‌رسد ، آنها بر اثر اصطکاک گرم می‌شوند ، اشعه‌های ایکس قابل مشاهده ساطع کنند .

خواص حفره‌های سیاه

فیزیکدانان به مدد تجهیزات کوچک ، توصیف نسبتاً جامعی از حفره‌های سیاه بدست داده‌اند. به عقیده دکتر جان ویلر و دکتر رئو روفینی از دانشگاه پرینستون حفره‌های سیاه اندازه و شکلی به مفهوم قراردادی آن ندارند اما آنها در محدوده یک قطر 15 کیلومتری عمل می‌کنند. حفره‌های سیاه جرمهای متفاوتی بین جرم خورشید و صد میلیون برابر جرم خورشید دارند. حفره‌های سیاه مثل گرداب عمل می‌کنند.
هر جرم با انرژی سرگردانی که به یک حفره سیاه نزدیک شود (در داخل فاصله معینی که افق آن خوانده می‌شود) بطور مقاومت ناپدیری به درون گرداب ، که همان حفره سیاه است کشیده می‌شود. نیروهای کشندی شدید درون حفره‌های سیاه ماده را در یک سمت می‌کشد و منبسط می‌کند و در سمت دیگر می‌فشرد و خرد می‌کند و خرد می‌کند تا آنکه آن ماده به کلی تجزیه و جزء فضای خمیده و حفره سیاه شود.
خواص دیگر حفره‌های سیاه از این هم عجیب‌تر است. زمان و مکان خصوصیات خود را در درون ستاره کاملاً فرو پاشیده رد و بدل می‌کنند. هر شیء در شرایط عادی اندازه خود را نگه می‌دارد ولی نمی‌تواند از عمر فیزیکی بگریزد. در درون حفره سیاه بر اشیاء عمری نمی‌گذرد، ولی مداوماً کوچکتر می‌شوند. مشاهده‌گران حفره سیاه از فاصله مطمئن و ایمنی نمی‌توانند واقعاً آن را ببیند، زیرا نور مانند شکلهای دیگر انرژی ، تحت تأثیر مکش حفره سیاه است.
همچنانکه نور به درون آن کشیده می‌شود، بطور بی‌پایانی به انتهای قرمز طیف رنگها تغییر مکان می‌دهد و حفره سیاه را سیاه و بنابراین نامرئی می‌کند. اگر حفره‌های سیاه اندکی مرئی بودند، مشاهده گران ، این ستارگان را درست آنگونه که پیش از فرو پاشی هزاران میلیون سال پیش رخ داده بود. علت آن است که وقتی ستاره به حفره سیاه تبدیل می‌شود، نسبت به ناظران خارج بی‌درنگ گذشت زمان در آن متوقف می‌شود. به عقیده دکتر ویلر و دکتر روفینی (علائم و اطلاعات مربوط به مرحله‌های بعدی فرو پاشی هرگز نمی‌گریزند، بلکه در فروپاشی خود هندسه (زمانی و مکانی) درگیر می‌شوند.)

تبدیل ستارگان بزرگ به حفره‌های سیاه

بر سر ستاره در حال احتضاری که بیش از دو 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 چگالتر یعنی حفره سیاه تبدیل می‌شود.
فرو پاشی کامل یه معنای آن نیست که حفره سیاه از روی صفحه جهان محو می‌شود. همانطور که بوسیله انیشتین توصیف شده است ساختار فضا - زمان فرو پاشی بی پایان را منتفی می‌کند و بجای آن یک انحنای غیر مادی ، نامرئی و واقعی فضا را بوجود می‌آورد. یک حفره سیاه را می‌توان به مرد نامرئی سنگین وزنی تشبیه کرد که روی یک نیمکت نشسته است. او دیده نمی‌شود ولی وزن او در نیمکت فرو رفتگی ایجاد می‌کند.
حفره سیاه برای فیزیکدانان نظری چیز تازه‌ای نیست. در سال 1939 ج. اوپنهایمر و هارتلند و اس. اشنایدر برای نخستین بار حفره‌های سیاه را به عنوان نتیجه‌ای از نسبیت عمومی پیشنهاد کردند، ولی در آن زمان برای تشخیص آنها هیچ راه معلومی وجود ندارد.

اما با پیشرفت اخیر اختر شناسی رادیویی و کشف علائم رادیویی توضیح ناپذیر از اعماق فضا ، حفره‌های سیاه به صورت موضوع بسیار مهم اختر شناسی درآمده‌اند. دانشمندان معتقدند که این اشیاء نظری پدیده‌های با انرژی فوق العاده چون اختر نماها و تپ اخترها می‌توانند نقشی داشته باشند. حفره‌های سیاه و ستارگان نوترونی تنها اشیاء شناخته شده در فیزیک هستند که برای انجام مشاهده‌های اختر شناختی روی چنان فرستنده‌های بسیار نیرومند تشعشع ، به اندازه کافی فشرده و پر جرمند.

چند حفره سیاه در جهان وجود دارد؟

به عقیده ای.جی.دابلیو. کامرون از دانشگاه یشیوا ممکن است جهان پر از حفره سیاه باشد. نظریه کیهان شناسی پیش بینی می‌کند که جهان شامل مقدار مشخصی ماده است. 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 شده است. دکتر کامرون بر آن است که ماده گمشده ممکن است بوسیله شمار زیادی حفره سیاه بلعیده شده باشد.
تاریخ شیمیایی جهان نشان می‌دهد که نخستین ستارگانی که تشکیل شده‌اند بسیار بزرگ بوده‌اند و انتظار می‌رود به حفره‌های سیاه تبدیل شوند. با قطعیت نمی‌توان گفت که همه ستارگان ناگزیر به حفره‌های سیاه مبدل می‌شوند. دانشمندان نشان داده‌اند که ستارگان نامتقارن ستارگانی که تقارن کروی تقریباً کامل ندارند به این سرنوشت دچار می‌شوند. اما به عقیده وای. ب. زلدوویچ فیزیکدانان شوروی و گروه انگلیسی استون هاوکینگ ، راجر بن روز و روبرت چراک ، عدم تقارن شکلی کوچک ، یک ستاره بزرگ را نجات نخواهند داد.

آشکار سازی حفره‌های سیاه

یک از راههای کشف حفره‌های سیاه 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 بوجود آورد. جوزف وبر از دانشگاه مریلند ، پیش کسوت رشته تشعشع گرانشی ، رویدادهای زیادی را کشف کرده است که حاکی از ویرانی وسیع ماده در جهان ، از راه فرو پاشی گرانشی است. کار افزار و عبارت است از آنتنهای آلومینیومی ، ابزاری که بوسیله سیمهایی در داخل اتاقهای حفاظ داری آویزانند. این کار افزار و قادر به کشف حفره سیاه است، اما متأسفانه این کار را نمی‌تواند به دقت انجام دهد.

دمای سیاه چاله ها

نخست باید چند چیز را یادآوری کرد :
1- همه ی اجسام تا صفر کلوین از خود تابش می کنند.
2- تابش یعنی انتقال گرما بدون هیچ گونه واسطه ی مادی به کمک امواج الکترو مغناطیس.
3- سیاه چاله ها ( همان طور که قبلا گفته شد ) از خود امواج X ساطع می کنند.
4- امواج X جزو امواج الکترو مغناطیس است.

با درک این موارد نتیجه ی زیر بدست می آید:
سیاه چاله ها تابش دارند ( تابش اشعه ی X ) و چون تابش در اجسامی صورت می گیرد که دمایشان از صفر مطلق بیشتر باشد بنابراین دمای سیه چاله ها از صفر مطلق بیشتر است و این گمان که دمای سیاه چاله ها بسیار بسیار کم است را رد می کنم و به این نتیجه می رسم که دمای سیاه چاله ها بسیار بالاست که می توانند تابش کنند.

 آنتروپی سیاه چاله ها
یك سیاهچاله هیچ‌گاه نمی‌تواند كوچكتر شود زیرا سطح یك افق رویداد(شعاع-غیرقابل-بازگشت كه در آنجا سرعت، از سرعت نور فراتر می‌رود) هرگز نمی‌تواند كاهش یابد.
یك ستاره در حال رُمبش، به شعاعی می‌رسد كه در آنجا سرعت گریز با سرعت نور برابر است. فوتونهایی كه این ستاره پس از رسیدن به این شعاع، گسیل می‌كنند، چه می‌شوند؟ گرانی در اینجا آنقدر شدید است كه امكان گریز به این فوتونها را نمی‌دهد، ولی آنقدر شدید نیست كه آنها را به داخل سیاهچاله بكشاند. فوتونها در اینجا سرگردان می‌مانند. این شعاع افق رویداد است. پس از آن، ستاره به منقبض شدن ادامه می‌دهد، هر فوتون گسیل شده، به داخل ستاره بازگردانیده می‌شود.
آنچه هاوكینگ به آن پی برد این بود كه مسیرهای پرتوهای نور كه در افق رویداد سرگردان هستند نمی‌تواند مسیرهای پرتوهای نور باشد كه به یكدیگر نزدیك می‌شوند. مسیرهای پرتوهای نور كه به یكدیگر نزدیك می‌شوند، به شدت به هم برخورد می‌كنند، به سیاهچاله سرازیر می‌شوند و دیگر سرگردان نیستند. برای اینكه ناحیه افق رویداد كوچكتر شود (و سیاهچاله كوچكتر شود)، می‌باید مسیرهای پرتوهای نور در افق رویداد به یكدیگر نزدیك شوند. ولی اگر این طور شود، این پرتوها به داخل سرازیر می‌شوند، افق رویداد باز هم درست در همان جا كه بوده است خواهد ماند و كوچكتر نخواهد شد.
یك راه دیگر اندیشیدن در باره این موضوع، آن است كه بپذ یریم سیاهچاله می‌تواند بزرگتر شود. اندازه سیاهچاله به جرم آن بستگی دارد. بنابر این، هر زمان كه چیز جدیدی در سیاهچاله فرود آید، جرم آن فزونی می‌یابد و بزرگتر می‌شود. اگر چیزی از سیاهچاله خارج شود كاهش جرم امكان ندارد، یعنی سیاهچاله نمی‌تواند كوچكتر شود.
این كشف هاوكینگ به نام قانون دوم دینامیك سیاهچاله شناخته شد: ناحیه افق رویداد (مرز سیاهچاله) می‌تواند ثابت بماند یا بزرگتر شود ولی هیچ‌گاه نمی‌تواند كوچكتر شود. اگر دو یا چند سیاهچاله به هم برخورد كنند و یك سیاهچاله تشكیل دهند، ناحیه افق رویداد جدید مساوی، یا بیشتر از جمع افق رویدادهای قبلی خواهد بود. یك سیاهچاله نمی‌تواند، هر قدر هم برخورد شدیدی داشته باشد، كوچكتر شود، از بین برود یا به دو سیاهچاله تقسیم شود. كشف هاوكینگ، یادآور یك «قانون دوم» دیگر در فیزیك است: قانون دوم ترمودینامیك در مورد آنتروپی. آنتروپی، مقدار بی‌نظمی است كه در یك سیستم وجود دارد. می‌دانیم كه بی‌نظمی، همیشه زیادتر می‌شود و هیچ‌گاه كاهش نمی‌یابددرجهان ما آنتروپی (بی‌نظمی) همیشه اقزایش می‌یابد
آنتروپی، در مورد سیاهچاله و افق رویداد نیز كار برد دارد. هرگاه دو سیستم به یكدیگر بپیوندند، آنتروپی سیستم به هم پیوسته، مساوی یا بزرگتر از جمع آنتروپی دو سیستم است. واقعیت این است كه هرچه به سیاهچاله اضافه شود، از جهان ما رفته است.

مرکز تکینگی

در ریاضی اگه یک تابع در یک نقطه تعریف نشده باشد یعنی درآن نقطه پیوسته نباشد می گویند که این تابع در آن نقطه تکین ( singular ) هست یا این که توی آن
نقطه تکینگی ( singularity ) دارد. مثلا تابع tan(x), x=Pi/2 در نقطه x=Pi/2 تکین هست به عبارت دیگه در این نقطه تکینگی دارد.
در فیزیک و اختر فیزیک هم به مرکز یک سیاه چاله که تمام جرم سیاه چاله آن جا متراکم شده و چگالی آنجا بی نهایت هست تکینگی گفته می شود. و این هم به همون دلیل ریاضی هست. چون سیاه چاله را ستاره ای در نظر می گیریم که تمام جرم آن پس از رمبش در حجمی در حد صفر متراکم شده (یعنی به سمت صفر میل می کند) که باعث می شود چگالی بی نهایت شود و یک ناپیوستگی و تکینگی درآن نقطه از فضا بوجود بیاید.
تکینگی جایی است پایان علم است و دانشمندان تفکر در زمینه ی آن را آغاز کرده اند . در این مکان موجودیت فضا و زمان متوقف می شود و جایگزین آن جرم آشفته و خروشانی می شود که آن را اسفنج کوانتومی می نامند . دانشمندان حدس می زنند این نقطه جایی باشد که قوانین اینشتین و نسبیت و مکانیک کوانتوم شکسته می شود . این حوضه ی چیزی است که کوانتوم گرانشی نامیده می شود ، در این مکان از یافته های بسیار پیشرفته ی ریاضی استفاده می شود . با این وجود دانشمندان احتمال کمی را به این موضوع ارئه می دهند که سیاهچاله دارای سطح مشخصی باشد . ولی اگر دارای سطح مشخص باشد آن سطح کروی خواهد بود و مانند هر سطح کروی دیگر دارای قطب خواهد بود . این قطب ها ممکن است در طی فرایند ایجاد سیاهچاله پس از ابرنواختر حفره دار شوند و این حفره ها کانونی برای جذب مواد و تباهی آنها شوند . دلیل آن هم این است که بر طبق معادلات میدانی نسبیت عام این میدان های گرانشی قوی به همراه اسپین مداوم اکثرا" در قطب ها متمرکز می شوند . در ادامه ی مطلب در رابطه با حرکت ماده در اطراف سیاهچاله و اسپین این اجرام سخن به میان خواهد آمد..
رفتار تکینگی اصلا قابل توصیف و درک نیست. به همین دلیل Roger Penrose انگلیسی و همکاراش قانونی به نام قانون مراقبت کیهانی پیشنهاد دادن که بر اساس آن تکینگی عریان (تکینگی بدون افق رویداد) وجود ندارد. یعنی همه تکینگی ها باید بوسیله یک افق رویداد پوشیده شده باشند چون یک تکینگی عریان می تواند تمام جهان را به طور بی قاعده و غیرقابل پیش بینی تحت تاثیر قرار دهد.

نظریه نسبیت عام

در دهه اول قرن بیستم انقلابی در فلسفه علوم طبیعی پیش آمد که بسیاری آن را از حیث عمق معنا و درهم ریزی احکام موجود پذیرفته شده ، نسبت به انقلاب کوپرنیکی - گالیله‌ای ، برتر به شمار می‌آورند. در این فاصله زمانی دو نظریه بسیار مهمی پا به عرصه رقابت نهادند ، نظریه نسبیت و کوانتمی که نسبت به کارهای دانشمندان پیشین از جمله ماکسول ، سارین ، کلوین و کلاوزیوس به نحو چشمگیری متفاوت بودند. این نظریه‌های جدید با مکانیک نیوتونی نیز در بعضی از اصول و فرضهای بنیادی اختلاف شدیدی داشتند.
این نظریه علاوه بر اینکه در برگیرنده پیچیدگیهای ریاضی است، تصور ذهنی و فهم آن ، بسیار دشوار است. البته شایان ذکر است که انیشتین در مقاله 1905 خود که برای اولین بار به نسبیت خاص خود پرداخت، از معادلات ریاضی ساده استفاده کرد. اما در مقاله 1919 که به نسبیت عام پرداخت ، بر خلاف مقاله پیشین از فرمولهای پیجیده ریاضی استفاده کرد. نسبیت از ریشه نسبی گرفته شده است ، یعنی هر کدام از واحدهای فیزیکی شناخته شده برای توصیف پدیده‌های طبیعی ، نسبی هستند. به عبارت دیگر می‌توان گفت که بر اساس نسبیت ، جرم ، سرعت ، شتاب و حتی زمان که برای ما تعریف می‌شوند، نسبی هستند.

نظریه نسبیت

نسبیت عام برای حرکتهایی ساخته شده که در خلال حرکت سرعت تغییر می کند یا به اصطلاح حرکت شتابدار دارند. شتاب گرانش زمین g که همان عدد 9.81m/s است نیز یک نوع شتاب است. پس نسبیت عام با شتابها کار دارد نه با حرکت. نظریه‌ای است راجع به اجرامی که شتاب ثقل دارند. کلا هر جا در عالم ، جرمی در فضای خالی باشد حتما یک شتاب جاذبه در اطراف خود دارد که مقدار عددی آن وابسته به جرم آن جسم می‌باشد. پس در اطراف هر جسمی شتابی وجود دارد.
نسبیت عام با این شتابها سر و کار دارد و بیان می‌کند که هر جسمی که از سطح یک سیاره دور شود زمان برای او کندتر می‌شود. یعنی مثلا ، اگر دوربینی روی ساعت من بگذارند و از عقربه‌های ساعتم فیلم زنده بگیرند و روی ساعت آدمی که دارد بالا میرود و از سیاره زمین جدا می‌شود هم دوربینی بگذارند و هر دو فیلم را کنار هم روی یک صفحه تلویزیونی پخش کنند، ملاحظه خواهیم کرد که ساعت من تندتر کار می‌کند. نسبیت عام نتایج بسیار عجیب و قابل اثبات در آزمایشگاهی دارد. مثلا نوری که به اطراف ستاره‌ای سنگین می‌رسد کمی به سمت آن ستاره خم می‌شود. سیاهچاله‌ها هم بر اساس همین خاصیت است که کار می‌کنند. جرم آنها به قدری زیاد و حجمشان به قدری کم است که نور وقتی از کنار آنها می‌گذرد به داخل آنها می‌افتد و هرگز بیرون نمی‌آید.
همه ما برای یکبار هم که شده گذرمان به ساعت ‌فروشی افتاده است و ساعتهای بزرگ و کوچک را دیده ایم که روی ساعت ده و ده دقیقه قرار دارند. ولی هیچگاه از خودمان نپرسیده‌ایم چرا؟ آلبرت انیشتین در نظریه نسبیت خاص با حرکت شتابدار و یا با گرانش کاری نداشت. اینیشتین در سال 1919 ، با ترمیم و تعمیم نسبیت خود ، نسبیت عام را مطرح کرد. نسبیت عام برخلاف نسبیت خاص ، در بر گیرنده معادلات و پیچیدگیهای ریاضی بود. یکی از پیش بینیهای این نظریه آن بود که ساعتها در میدان گرانشی بسیار قوی ، کندتر کار می‌کنند و همچنین نور در میدان گرانشی بسیا قوی ، در مسیر مستقیم خود منحرف می‌شوند.

این نظریه توانست به بسیاری از معماهای کیهان شناسی در مورد سیاهچاله ، عمر کرات و سیارات ، انرژی ستاره‌ها و کهکشانها ، چگالی جهان و ... پاسخ دهد. به اعتقاد وی تأثیرات جاذبه و شتاب جدایی ناپذیر بوده و بنابراین باهم برابرند. او همچنین نحوه ارتباط نیروهای جاذبه به  انحنای فضا _ زمان  را تشریح نمود.


انحنای فضا _ زمان

انیشتن با استفاده از قوانین ریاضی نشان داد که چگونه هر جسمی ، به فضا _ زمان اطراف خود انحنا می‌بخشد. در مورد بعضی اجسام ، مثل ستارگان که جرم نسبتا زیادی دارند، این انحنا می‌تواند باعث تغییراتی در مسیر هر چیز که از کنار آن می‌گذرد شود، و نور نیز از این قاعده مستثنی نمی‌باشد. این نظریه با چارچوبهای نالخت سر و کار دارد و در کیهان شناسی و گرانش کاربرد دارد. فرض اساسی نسبیت عام این است که تمام دستگاههای مختصات که در حالتهای حرکت اختیاری هستند، برای بیان ریاضی قوانین فیزیک باید به یک اندازه مناسب باشند. بنابراین ، باید برای نوشتن قوانین فیزیک روشهایی یافت، بطوری که تحت هر تبدیل مختصات دلخواه ، تغییری در شکل آنها حاصل نشود.

شعاع شوارتسشیلد
بعد از مدت کمی که از انتشار نسبیت عام گذشته بود کارل شوارتسشیلد اخترشناس آلمانی با بررسی معادلات این نظریه راه حلی را یافت که فضای اطراف جسم فشرده بسیار پر جرمی را که میدان گرانشی بسیار شدیدی دارد توصیف می کرد این نکته مهم است که بگوییم نیروی گرانش نه تنها به جرم بلکه به فاصله نیز بستگی دارد شوارتسشیلد دریافت که اگر جرم یک جسم چنان متراکم شود که در واقع تمام جرم آن در مرکزش جای بگیرد آنگاه فضا-زمان در فاصله ی معینی از جسم که همان شعاع شوارتسشیلد است هندسه ی خاصی به خود می گیرد جالب است که بگوییم که هیچ چیز نمی تواند از این شعاع بگذرد و آنرا پشت سر بگذارد آنچه که در نزدیکی شعاع شوارتسشیلد روی می دهد از ۲ زاویه دید متفاوت است
۱- از بیرون : از بیرون از شعاع شوارتسشیلد اگر ما در جائی ساکن باشیم خواهیم دید که آن فضاپیمائی که به داخل سیاه چاله دارد سقوط می کند تا بینهایت باید سفر کند تا به جسم مرکزی کشیده شوند
۲- از داخل : به محض اینکه پا به داخل این شعاع مرگبار بگذارید دنیا پیش روی شما تیره و تار خواهد شد.
ببینید هر جسمی شعاع شوارتسشیلد مخصوص به خود را دارد نه اینکه بگوییم فقط سیاه چاله ها دارند ...شعاع شوارتسشیلد هر جرمی از فرمول زیر محاسبه می شود...
توجه داشته باشید که r اندازه ی شعاع G ثابت جهانی گرانش M جرم ماده ی مورد نظر و در نهایت C سرعت نور است برای جرم ۳۰ منظومه شمسی شعاع شوارتسشیلد برابر است با ۱۰۰ کیلومتر!!!
جالب اینجاست که شخصی با نام جان میشل در سال ۱۷۸۳ نکته ای جالب را کشف کرد که سرعت گریز از سطح این چنین جرمهایی (مانند سیاه چاله ها) را اگر در فرمول زیر قرار دهیم سرعت نور بدست خواهد آمد یعنی سرعت گریز از سطح برای یک همچین جرمهایی سرعت نور است:
V2/2=GM/r
(V سرعت گریز از سطح است)

همان طور که گفته شد زمان در این شعاع با زمان جهانی فرق زیادی می کند و در واقع داخل آن به چشم ناظر خارح آن صفر است و اگر شخصی را در آنجا ببیند در حالت سکون خواهد دید
این جاذبه که زمان را در واقع نگه می دارد کار دیگری را هم انجام می دهد تا به حال کلمه ی انتقال به رنگ قرمز خطوط طیفی به گوشتان خورده است وقتی جسمی آسمانی پر جرم از خود پرتو بلند قرمز ساطع می کند این پرتو به دلیل گرانش بالای جرم آسمانی و تاثیر جاذبه روی نور به رنگ قرمز متمایل می شود بله در این جاذبه ی زیاد نور یک همچین حالتی را پیدا می کند.

نقش تساوی جرم گرانشی و جرم لختی

نقش تساوی جرم گرانشی و جرم لختی در پیشرفت نسبیت مساوی بودن جرم گرانشی و جرم لختی نقش اساسی در پیشرفت تاریخی نسبیت عام داشت. منشأ تساوی مزبور در این نکته است که قانون دوم نیوتن f = ma برای شتابهای گرانشی در میدان گرانشی با شدت g ، بصورت mGg = mAa در می‌آید. چون مشاهده می‌شد که در یک میدن گرانشی هر اشیاء به یک میزان شتاب می‌گیرند، یعنی g = a انیشتین به تحقیق دریافت که گرانش اساسا یک پدیده سینماتیکی است که شامل تغییر در مختصات فضا و زمان در همسایگی منبع میدان گرانشی است.

نظریه نسبیت عام در کیهان شناسی و نجوم

ظهور نظریه نسبیت عام دید گرانشی را بکلی تغییر داد و در این نظریه جدید نیروی گرانش را مانند خاصیتی از فضا در نظر گرفت نه مانند نیرویی بین اجرام ، یعنی برخلاف آنچه که اسحاق نیوتن گفته بود. در نظریه او فضا در مجاورت ماده کمی انحنا پیدا می‌کرد. در نتیجه حضور ماده اجرام ، مسیر یا به اصطلاح کمترین مقاومت را در میان منحنیها اختیار می‌کردند. با اینکه فکر آلبرت انیشتین عجیب به نظر می‌رسید می‌توانست چیزی را جواب دهد که قانون ثقل نیوتن از جواب دادن آن عاجز می‌ماند. سیاره اورانوس در سال 1781 میلادی کشف شده بود و مدارش به دور خورشید اندکی ناجور به نظر می‌رسید و یا به عبارتی کج بود!
نیم قرن مطالعه این موضوع را خدشه ناپذیر کرده بود. بنابر قوانین اسحاق نیوتن می‌بایست جاذبه‌ای برآن وارد شود. یعنی باید سیاره‌ای بزرگ در آن طرف اورانوس وجود داشته باشد تا از طرف آن نیرویی بر اورانوس وارد شود. در سال 1846 میلادی اختر شناس آلمانی دوربین نجومی خودش را متوجه نقطه‌ای کرد که «لووریه» گفته بود و بی هیچ تردید سیاره جدیدی را در آنجا دید که از آن پس نپتون نام گرفت. نزدیکترین نقطه مدار سیاره عطارد به خورشید در هر دور حرکت سالیانه سیاره تغییر می‌کرد و هیچگاه دو بار پشت سر هم این تغییر در یک نقطه خاص اتفاق نمی‌افتاد.
اختر شناسان بیشتر این بی نظمی‌ها را به حساب اختلال ناشی از کشش سیاره‌های مجاور عطارد می‌دانستند! مقدار این انحراف برابر 43 ثانیه قوس بود. این حرکت در سال 1845 بوسیله لووریه کشف شد، بالاخره با ارائه نظریه نسبیت عام جواب فراهم شد. این فرضیه با اتکایی که بر هندسه نا اقلیدسی داشت نشان داد که حضیض هر جسم دوران کننده حرکتی دارد علاوه برآنچه اسحاق نیوتن گفته بود.
وقتی که فرمولهای آلبرت انیشتین را در مورد سیاره عطارد بکار بردند، دیدند که با تغییر مکان حضیض این سیاره سازگاری کامل دارد.
سیاره‌هایی که فاصله شان از خورشید بیشتر از فاصله تیر تا آن است تغییر مکان حضیضی دارند که بطور تصاعدی کوچک می‌شوند. اثر بخش‌تر از اینها دو پدیده تازه بود که فقط نظریه آلبرت انیشتین آنرا پیشگویی کرده بود. نخست آنکه آلبرت انیشتین معتقد بود که میدان گرانشی شدید موجب کند شدن ارتعاش اتمها می‌شود و گواه بر این کند شدن تغییر جای خطوط طیف است به طرف رنگ سرخ!

انتقال به سرخ

یعنی اینکه اگر ستاره‌ای بسیار داغ باشد و بطوری که محاسبه می‌کنیم بگوییم که نور آن باید آبی درخشان باشد، در عمل سرخ رنگ به نظر می‌رسد. کجا برویم تا این مقدار قوای گرانشی و حرارت بالا را داشته باشیم، پاسخ مربوط به کوتوله‌های سفید است. دانشمندان به بررسی طیف کوتوله‌های سفید پرداختند و در حقیقت تغییر مکان پیش بینی شده را با چشم دیدند! اسم اینرا تغییر مکان آلبرت انیشتینی گذاشتند.

خمش نور در میدان گرانشی

آلبرت انیشتین می‌گفت که میدان گرانشی شعاعهای نور را منحرف می‌کند، چگونه ممکن بود این مطلب را امتحان کرد. اگر ستاره‌ای در آسمان آن سوی خورشید درست در امتداد سطح آن واقع باشد و در زمان کسوف ، خورشید قابل رؤیت باشد، اگر وضع آنها را با زمانی که فرض کنیم خورشیدی در کار نباشد مقایسه کنیم خم شدن نور آنها مسلم است. درست مثل موقعی که انگشت دستتان را جلوی چشمتان در فاصله 8 سانتیمتری قرار دهید و یکبار فقط با چشم چپ و بار دیگر فقط با چشم راست به آن نگاه کنید، به نظر می‌رسد که انگشت دستتان در مقابل زمینه پشت آن تغییر جا می‌دهد، ولی واقعا انگشت شما که جابجا نشده است!
دانشمندان در موقع کسوف در جزیره پرنسیپ پرتغال واقع در آفریقای غربی دیدند که نور ستاره‌ها بجای آنکه به خط راست حرکت کنند در مجاورت خورشید و در اثر نیرو ی گرانشی آن خم می‌شوند و بصورت منحنی در می‌آیند. یعنی ما وضع ستاره‌ها را کمی بالاتر از محل واقعیش می‌بینیم. ماهیت تمام پیروزیهای نظریه نسبیت عام آلبرت انیشتین نجومی بود، ولی دانشمندان حسرت می‌کشیدند که ای کاش راهی برای امتحان آن در آزمایشگاه داشتند. البته اخیرا چندین آزمایش عملی برای آزمون این نظریه به توسط دانشمندان فیزیک و کیهان شناسی ساخته شده است.

انواع سیاهچاله
شوارتس شیلد: ساده ترین نوع سیاهچاله‌هاست، بار و چرخش ندارد، تنها یک افق رویداد و یک فوتون کره دارد، از آن نمی توان انرژی استخراج کرد. شامل تکینگی ، نقطه‌ای است که در آن ماده تا چگالی نامحدود در هم فرو رفته است.
رایزنر- نورد شتروم: هم بار دارد وهم چرخش ، می تواند دو افق رویداد داشته باشد ، اما تنها یک فوتون کره دارد. شامل یک تکینگی نقطه ای است که وجود آن در طبیعت نامحتمل است، زیرا بارهای آن همدیگر را خنثی می کنند.
کر: چرخش دارد، اما بار ندارد. بیضی و از بیرونی حد استاتیک است. منطقه تیره میان افق رویداد و حد استاتیک ارگوسفر است، که می توان از آن انرژی استخراج کرد. می تواند دو افق رویداد و دو حد استاتیک داشته باشد. دو فوتون کره دارد. شامل یک تکینگی حلقه‌ای است.
کر- نیومان: هم بار دارد و هم چرخش ، همان سیاهچاله کر است، جز اینکه بار دارد، ساختارش شبیه ساختار سیاهچاله کر است. می‌توان از آن انرژی استخراج کرد. یک تکینگی حلقه‌ای دارد.
به نظر پژوهشگران چهارنوع سیاهچاله همچنانکه ذکر شد می تواند وجود داشته باشند. مهمترین موضوع در باب سیاه چاله آنست که، بدانیم ماده در داخل سیاهچاله‌ای که حاصل آمده است در نهایت به چه سرنوشتی دچار می شود؟ اختر فیزیکدانان می‌گویند:
اگر مقداری ماده به داخل حفره سیاه از قبیل آنچه که از یک ستاره وزین مرده بجای مانده بیندازید، نتیجه نهایی همواره الزاما یک چیز خواهد بود و تنها جرم ، بار الکتریکی و اندازه حرکت زاویه ای که جسم با خود حمل می کند باقی خواهند ماند. اما اگر کل جهان به داخل حفره سیاه خود بیفتد، یعنی به شکل سیاهچاله در آید، دیگر حتی کمیاب بنیادی (جرم) ، بار الکتریکی و اندازه حرکت زاویه ای نیز ناپدید می گردند.
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 .
سیاهچاله ماشینی برای سفر به زمان
اگر یک ستاره چند برابر خورشید باشد و همه سوختش را بسوزاند، از آنجا که یک نیروی جاذبه قوی دارد لذا جرم خودش در خودش فشرده می شود و یک حفره سیاه رنگ مثل یک قیف درست می کند که نیروی جاذبه فوق العاده زیادی دارد طوری که حتی نور هم نمی تواند از آن فرار کند. اما این حفره ها بر دو نوع هستد. یک نوعشان نمی چرخند لذا انتهای قیف یک نقطه است. در آنجا هر جسمی که به حفره مکش شده باشه نابود میشود. اما یک نوع دیگر سیاهچاله نوعی است که در حال دوران است و برای همین ته قیف یک قاعده داره که به شکل حلقه است. مثل یک قیف واقعی است که ته آن باز است. همین نوع سیاهچاله است که می تواند سکوی پرتاب به آینده یا گذشته باشد. انتهای قیف به یک قیف دیگر به اسم سفید چاله می رسد که درست عکس آن عمل می کند. یعنی هر جسمی را به شدت به بیرون پرتاب می کند. از همین جاست که می توانیم پا به
زمان ها و جهان های دیگر بگذاریم .
اگر در سیاهچاله بیفتیم چه اتفاقی می افتد؟
فرض کنید سوار بر فضا پیمای خود به طرف سیاهچاله ای که میلیون برابر خورشید جرم دارد و در مرکز کهکشان ما قرار دارد ،حرکت می کنید .(واقعا جای بحث دارد که آیا در مرکز کهکشان ما سیاهچاله وجود داشته باشد،فرض کنید چنین چیزی باشد.) در فاصله بسیار دوری از سیاهچاله موشک خود را خاموش کنید.چه اتفاقی می افتد؟ اوایل شما هیچ نیروی گرانشی احساس نمی کنید،ز یرا در حال سقوط آزاد هستید.همه اعضای بدن شما و فضا پیما به طور یکسانی کشیده می شوند. به خاطر همین احساس بی وزنی می کنید. (این واقعا همان چیزی است که برای فضا نوردان در مدار زمین اتفاق می افتد.حتی اگر نیروی گرانش فضا نورد را به طرف زمین بکشد،هیچ نیروی گرانشی احساس نمی کند.زیرا همه چیز به طور یکسانی کشیده می شود).همچنان که به مرکز سیاهچاله نزدیک می شوید احساس نیروی گرانش کشندی می کنید.فرض کنید که پا های شما نسبت به سرتان به مرکز سیاهچاله نزدیکتر باشند.با نزدیک شدن شما به مرکز سیاهچاله نیروی گرانش بیشتر وبیشتر می شود ،بنا براین پاهایتان نسبت به سرتان تحت تا ثیر نیروی گرانش بیشتری قرار می گیرند،بنابراین احساس کشیدگی می کنید.(این همان نیروی کشندی است و شبیه همان نیرویی است که باعث جزر و مد روی کره زمین می شود).همچنان که به مرکز نزدیک و نزدیکتر می شوید این نیرو قوی و قوی تر می شود،و سر انجام باعث پاره شدن بدن شما می شود.برای سیاهچاله های بزرگی مانند این سیاهچاله ای که در آن افتاده اید ،نیروی کشندی تا حدود ششصد هزار کیلومتر (km600000)دورتر از مرکز آن قابل توجه نیست. اگر در سیاهچاله کوچکتری می افتادید ،مثلا سیاهچاله ای که جرم آن در حدود جرم خورشید است ،در شش هزارکیلومتری(km6000) مرکز سیاهچاله ،نیروی جزر ومدی شما را تحت تاثیر قرار می دهد،وخیلی قبل از آنکه از افق سیاهچاله عبور کنید،بدن شما را پاره می کند.(به خاطر همین سیاهچاله بزرگی را فرض کردیم ،چون می خواستیم حد اقل تا زمانی که به داخل سیاهچاله وارد شوید زنده بمانید). شما در زمان سقوط چه چیزی را مشاهده می کنید؟با کمال تعجب چیز خاصی نمی بینید.تصویر اشیای دور ممکن است به دلایل ناشناسی کج شوند،چون گرانش سیاهچاله نور را به طرف خود می کشد؛ این درون سیاهچاله اتفاق می افتد.هنگامی که شما از پیرامون سیاهچاله عبور می کنید تصویر اشیاء خارجی را می بینید،زیرا نور اشیاءخارجی هنوز به شما می رسد.هیچ کس از بیرون نمی تواند شما را ببیند،زیرا نور پراکنده از شما نمی تواند از گرانش سیاهچاله بگریزد. این سفر شما چقدر طول می کشد؟ بستگی دارد که از کجا (چقدر دورتر)شروع کرده باشید. فرض کنید در حال سکون از جایی شروع کنید که ده برابر شعاع سیاهچاله باشد.پس برای سیاهچاله ای که میلیون برابر خورشید جرم دارد ،حدود هشت دقیقه طول می کشد تا به آنجا برسید.بعد از آنکه این فاصله را پیمودید،فقط هفت ثانیه طول می کشد که شما با نقطه تکین برخورد کنید.این زمان بستگی به اندازه سیاهچاله دارد .بنا بر این اگر در سیاهچاله کوچکتری بیفتید زمان مرگ شما زود تر فرا می رسد.بعد از آنکه از افق سیاهچاله عبور کردید در هفت ثانیه باقیمانده ممکن است وحشت کنیدو نا امیدانه تمام تلاش خود را بکنید و موشک خود را روشن کنید تا از این نقطه تکین دور شوید.متا سفانه،بی فایده است چون نقطه تکین جلوی شما قرار دارد و هیچ راهی برای دور شدن از آن وجود ندارد.در حقیقت به سختی می توانید موشکتان را روشن کنید و به زودی با نقطه تکین برخورد می کنید.تجربه خوبی است به شرطی که برگردید و از ادامه مسافرت لذت ببرید.

آیا میدانید سیاهچاله‌ها چگونه بوجود می‌آیند؟

هر چه ستاره‌های نوترونی بزرگتر باشد کشش جاذبه‌ای داخلی آن نیز بیشتر خواهد بود. در سال 1939 اوپنهایمر فکر کرد که نوترونها نمی‌توانند در برابر همه چیز مقاومت کنند. به نظر او اگر یک چیز در حال از هم پاشیدن بزرگتر از 2.3 برابر اندازه خورشید بود، آنگاه نه تنها الکترونها بلکه نوترونهای آن نیز در هم می‌شکست.
همچنین باید بدانیم که وقتی نوترونها در هم شکستند، دیگر هیچ چیز مطلقا وجود ندارد که از در هم پاشیدن ستاره جلوگیری کند. اگر شما خود را روی سطح یک توده در حال از هم پاشیدن تصور کنید، آنگاه شما با فرو ریختن آن جسم به مرکز آن نزدیکتر و نزدیکتر خواهید شد. و بنابراین نیروی جاذبه بیشتر و بیشتری را حس خواهید کرد. تا هنگامی که ستاره به مرحله کوتوله سفید برسد، شما بیش از 1.016 تن وزن پیدا خواهید کرد.
وقتی که ستاره به در هم پاشیدن ادامه داد و از مرحله ستاره نوترونی هم گذشت و بطور کامل از هم پاشید، وزن شما از 15000 میلیون تن بیشتر و بیشتر خواهد شد. اگر سیاهچاله به اندازه کافی به ما نزدیک بود، می‌توانستیم نیروی جاذبه بر آن را حس کنیم. اما وقتی یک سیاه چاله در میان ستاره‌ها خیلی دورتر از ما قرار دارد، آیا می‌توانیم وجود آنرا اثبات کنیم؟ برای این منظور اخترشناسان دو راه آشکار شدن حدس می‌زنند.

اول از روی جرم سحابی برای مثال اگر آنها جرمهای تمام ستارگان موجود در یک خوشه ستاره‌ای مرئی بطور قابل ملاحظه‌ای کمتر از جرم خوشه وجود داشته باشد، مرکز کهکشانها به عنوان مکانهایی تلقی می‌شوند که در آنها سیاهچاله‌ها وجود دارند. زیرا چگالی مواد در آنجا زیاد است.

راه دوم نیز این بوده که اگر چه hc سیاهچاله‌ها هیچ تشعشعی خارج نمی‌شود، اما چیزهایی که در سیاهچاله‌ها سقوط می‌کنند. به هنگام سقوط اشعه ایکس از خود منتشر می‌کنند و هر چیز کوچکی که در سیاهچاله‌ها سقوط کند تنها مقدار کمی اشعه ایکس از خود منتشر می‌کند. این مقدار برای کشف آن در فاصله میلیونها میلیون کیلومتری کافی نخواهد بود.

در سال 1971 یک دانشمند انگلیسی به نام استفن هاوکینگ عنوان کرد که این واقعه بوجود آمدن سیاهچاله‌ها هنگامی که جهان نخستین انفجار بزرگ خود را آغاز کرد اتفاق افتاده است. هنگامی که تمامی مواد تشکیل دهنده جهان منفجر شد، مقداری از این مواد آن چنان به هم فشرده شدند که تبدیل به سیاهچاله گشتند. وزن برخی از این سیاهچاله‌ها ممکن است به اندازه وزن یک سیاره کوچک و یا از آن کمتر باشد و وی آنها را سیاهچاله کوچک نامید.

نتایج تحقیقات هاوکینگ

    سیاهچاله‌ها می‌توانند وزن از دست بدهند.
    مقداری از انرژی جاذبه‌ای آنها در خارج از محدوده شعاع شوارتز شیلد ستاره به ذرات ماده تبدیل می‌شود.
    ممکن است این ذرات به فضای بیرون بگریزند از این طریق مقداری از مواد تشکیل دهنده سیاهچاله‌های بزرگ که به اندازه یک ستاره وزن دارند، برای تبخیر همه مواد تشکیل دهنده‌اش میلیونها میلیون سال وقت لازم است. در حالی که در این مدت خیلی بیشتر از این مقدار ماده به آن اضافه می‌شود. بنابراین هیچگاه از طریق تبخیر وزن آن کاسته نمی‌شود.
    هر چه سیاهچاله کوچکتر باشد سرعت تبخیر آن بیشتر است یک سیاهچاله کوچک واقعی باید بیشتر از مقدار ماده‌ای که به خود جذب می‌کند وزن از دست بدهد. بنابراین سیاهچاله کوچک باید بوسیله تبخیر کوچکتر و کوچکتر شود و بالاخره هنگامی که دیگر خیلی خیلی کوچک شد یک مرتبه تبخیر آن حالت انفجاری به خود گرفته و تشعشعاتی حتی با انرژی بیشتر از اشعه ایکس منتشر کند. اشعه منتشر شده از این طریق اشعه گاما خواهد بود.
    سیاهچاله‌های کوچکی که 15 میلیون سال پیش هنگام نخستین انفجار بزرگ جهان ایجاد شده‌اند، اکنون ممکن است در حال ناپدید شدن باشند. هاوکینگ اندازه اولیه آنها و نوع اشعه گامایی را که هنگام انفجار تولید می‌کنند، حساب کرد.

مجهولات سیاهچاله‌ها

اگر ستاره شناسان بتوانند نوع پرتوهایی که هاوکینگ پیش بینی کرده است، شناسایی کنند، مدرک خوبی برای تأیید تشکیل و وجود سیاهچاله بدست خواهد آمد. اما تاکنون پرتوهای پیش بینی شده کشف نشده‌اند. با اینحال هر لحظه ممکن است این پرتوها شناسایی شوند. دلیل تابش اشعه ایکس از حفره سیاه این است که جرمی که توسط طوفانهای ستاره‌ای خود ستاره ، از سطح آن می‌گریزند، در فاصله مناسبی که به حفره سیاه رسیدند، توسط حفره شکار می‌شوند و در مداری به دور حفره شروع به چرخش کرده و به این ترتیب شکل یک دیسک عظیم را تشکیل می‌دهند.
با توجه به این نکته که لایه‌های داخلی‌تر دیسک سریعتر از لایه‌های خارجی می‌چرخند، در اثر اصطکاک لایه‌های مختلف دیسک گرم شده و شروع به تابش اشعه ایکس می‌کنند. به این دیسک ، دیسک تجمعی گفته می‌شود. این حالت برای اولین بار در ستاره دوتایی (دجاجه1-X) مشاهده شده است. احتمالا قطر خود حفره سیاه (قطر افق حادثه) 30 کیلومتر است و برای تمامی ستاره دوتایی سیاهچاله ساختمان به همین شکل است.




خبر از ناسا :

در پایان به یک خبر مهم از سازمان فضانوردی آمریکا (ناسا ) اشاره میکنیم:

سازمان فضانوردی آمریكا (ناسا) در روز جمعه 13/09/88 از كشف مقدار زیادی آب یخ زده در سطح كره ماه خبر داد و آن را كشفی بسیار مهم توصیف كرد.

آنتونی كولابرتی مسئول علمی ماموریت «ال-كروس» در كنفرانسی مطبوعاتی گفت: مقدار بسیار زیادی آب در سطح كره ماه كشف كرده ایم.
یك مسئول دیگر ناسا این اكتشاف را بسیار مهم توصیف كرد.

ناسا در ماموریتی كه ماه گذشته اغاز شد ماهواره اكتشافی ال-كروس را به فضا فرستاد تا به كره ماه برخورد كند. این برخورد حفره ای نزدیك قطب جنوبی كره ماه ایجاد كرد تا امكان بررسی موادی كه بر اثر شدت برخورد از عمق زیاد خارج می شود فراهم شود.

منبع: www.mmaghale.blogfa.com

دسته بندی : علوم ریاضی؛نجوم , علوم ریاضی؛فیزیك ,
 

آخرین مطالب

» دانلود آهنگ "سلام عشق من،سلام دلخوشی"/امید معنوی/امام رضا (ع)/صوتی 3.8 مگابایت ( یکشنبه 24 مرداد 1395 )
» تخمین مسافت ( پنجشنبه 13 اسفند 1394 )
» تخمین مسافت طولی ( پنجشنبه 13 اسفند 1394 )
» سنگر شناسی ( چهارشنبه 12 اسفند 1394 )
» جزوه رزم انفرادی ( چهارشنبه 12 اسفند 1394 )
» آموزش نصب و بوت دوگانه سیستم‌عامل اوبونتو در کنار اندروید ( چهارشنبه 30 دی 1394 )
» دانلود و آموزش برنامه Bluestacks ( دوشنبه 7 دی 1394 )
» نصب سیستم عامل آندروید بر روی کامپیوتر ( دوشنبه 7 دی 1394 )
» دستورات ترمینال لینوکس بصورت کامل ( شنبه 5 دی 1394 )
» مرجع دستورات ترمینال لینوکس ( شنبه 5 دی 1394 )
» برترین توزیع های لینوکس در کاربری های مختلف 2014 ( شنبه 5 دی 1394 )
» کدام توزیع لینوکس را نصب کنم؟ ( شنبه 5 دی 1394 )
» دانلود کتاب عصر ظهور ( جمعه 27 آذر 1394 )
» دیدگاه آیت الله وحید در باره ولایت فقیه ( دوشنبه 23 آذر 1394 )
» تصویر و وصیتنامه شهید علی ناظری ( دوشنبه 23 آذر 1394 )
» جوانان و محبت اهل بیت (ع) ( جمعه 20 آذر 1394 )
» شعارهای حسینی 2 ( دوشنبه 3 فروردین 1394 )
» شعارهای حسینی 1 ( دوشنبه 3 فروردین 1394 )
» آیا خدا وجود دارد؟ ( سه شنبه 15 مرداد 1392 )
» دانستنی هایی از قران و نماز ( سه شنبه 15 مرداد 1392 )
» انگشت نگاری در قرآن ( جمعه 11 مرداد 1392 )
» تعدادی از معجرات علمی قرآن کریم ( جمعه 11 مرداد 1392 )
» 12 اشاره ی علمی قرآن ( جمعه 11 مرداد 1392 )
» قرآن و عسل ( جمعه 11 مرداد 1392 )
» ساختار موتور های پله ای چیست ؟ ( سه شنبه 10 اردیبهشت 1392 )
» سیم پیچ تسلا چیست؟ (Tesla Coil) ( سه شنبه 10 اردیبهشت 1392 )
» در سینه ات نهنگی می تپد! ( سه شنبه 22 اسفند 1391 )
» شعر "کوچه" از "فریدون مشیری" ( سه شنبه 22 اسفند 1391 )
» خرم خاتون و سلطان سلیمان عثمانی-جنگ عثمانی با صفویان ( چهارشنبه 16 اسفند 1391 )
» سلطان صلاح الدین ایوبی ( سه شنبه 15 اسفند 1391 )