up
Search      menu
ستاره شناسی :: مقاله پرتگاه نهايي PDF
QR code - پرتگاه نهايي

پرتگاه نهايي

پرتگاه نهايي ، سياهچاله

مقدمه
شايد يکي از چالشهاي بزرگ اختر فيزيک در اين قرون موضوع جذاب سياهچاله‌ها باشد. آنسوي افق رويداد بر هيچ شخصي مشخص نيست. شايد در آنسوي آن فضايي عميق پنهان شده باشد، شايد اين فضا آن حد بزرگ باشد که براي انسان قابل تصور نباشد. انسان از گذشته مي‌دانسته که زمين کروي بوده و به عبارت بهتر مسطح نبوده و در واقع خميده مي‌باشد، به عبارت ديگر کره‌اي است که لبه ندارد. ما از روي آن نمي‌افتيم زيرا نيروي سحرآميز گرانش هر کس و هر چيزي را محافظت مي‌کند تا به سطح سيارات ديگر نيافتد.
پس از آنکه آلبرت انيشتين و نسبيت او پا به عرصه نهادند، به اين موضوع پرداخته شد که فضا خودش خميده است. حالا ما مي‌دانيم که سفر به درياي بيکران فضا که ما به آن جهان مي‌گوئيم در واقع به مکاني ژرف و عميق است و اگر مسافري بدون اطلاع به آن سفر کند ممکن است به داخل اجرامي فوق العاده عظيم سقوط کند و زندگي را براي هميشه وداع گويد و با يک ريسک جانش را از دست بدهد. او به درون افقي کاملا مخفي سقوط مي‌کند و ما هنوز بطور کامل نمي‌دانيم که برايش چه پيش مي‌آيد، اين افق وحشتناک متعلق به سياهچاله است.
گرانش مهلک
يک سياهچاله يک جسم متناقض کيهاني است. يک ستاره تاريک ، يک جسم کاملا نامرئي ، يک زندان براي نور. اين جسم يک مرز دارد که هر چيز وارد آن شود بازگشتي نخواهد داشت، اين مرز را افق رويداد مي‌باشد. يک کره که هر چيز وارد آن شود براي ابديت اسير آن مي‌شود، مکاني که ديگر امکان فرار از آن نيست. جايي که در آن سطح جامد وجود ندارد. در اين هنگام هر چيز حتي نور مکيده مي‌شود و فقط يک گرداب ژرف گرانشي مشاهده مي‌شود، اين اجرام بسيار بي رحم هستند و هر جيز را که به طرفشان بيايد جذب مي‌کنند، در واقع آن جسم را براي هميشه از آمدش پشيمان مي‌کند. ما از مرکز که تکينگي خوانده مي‌شود اطلاعات چنداني نداريم، ولي مي‌دانيم که در آنجا گرانشي مهلک حکم فرما است.
چهره اين اجرام هميشه مخفي و پوشيده است. تکينگي آنها هميشه به صورت نقطه‌اي است که نيروي گرانش فوق العاده‌اي در آن متمرکز شده است. همه اجرام و امواج الکترومغناطيسي و انرژي که در سياهچاله فرو افتاده‌اند در نقطه‌اي فوق العاده کوچک و فوق العاده چگال فشرده شده‌اند و گرانشي نامتناهي ايجاد مي‌کنند. سياهچاله‌ها عموما گازهاي ميان ستاره را حريصانه مي‌بلعند. فضا از وجود اين اجرام متلاطم است و هم چنين زمان از وجود آنها فشرده مي‌شود تا اينکه متوقف شود. چون نور نمي‌تواند از افق رويداد سياهچاله عبور کند ما آن مکان را لبه جهان فرض مي‌کنيم.
ستاره‌هاي تاريک
در سال 1784 جان ميشل دانشمند بزرگ ولي فراموش شده قرن 18 که کشيش نيز بود؛ (در تاريخ علم دانشمندان بزرگي مشاهده مي‌شوند که بدون اقتضا به شغلشان کارهاي فوق العاده کرده‌اند) از سرعت گريز بعضي از اجرام تعجب کرد (سرعت گريز حداقل سرعتي است که نياز است تا از سطح يک سياره يا يک ستاره جدا شويم، در واقع سرعتي است که بتوانيم از گرانش آن فرار کنيم)؛ او مي‌دانست که گرانش يک جسم به جرمش بستگي دارد، همچنين اين موضوع را مي‌دانست که سرعت نور بسيار زياد است، ولي با اين حال متناهي است.
او از اين موضوع تعجب کرد که خورشيد با اين جرم باز هم قادر نيست نور را در سطح خود نگه دارد و نور از سطح آن مي‌گريزد (مي‌دانيم که سرعت نور 299792 کيلومتر بر ثانيه است که آن را 300000 کيلو متر بر ثانيه فرض مي‌کنند و از اين سرعت تقريبي بيشتر استفاده مي‌کنند). ميشل پاسخ به اين صورت استنباط کرد که اگر خورشيد در همين اندازه بود ولي جرمش 500 برابر بود، نور نمي‌توانست از سطح خورشيد بگريزد. زيرا در اين صورت گرانش آن بسيار مي شد. چند سال بعد رياضدان بزرگ فرانسوي لاپلاس بطور مستقل تنيجه را بطور يکسان شرح داد و بدين ترتيب مفهوم ستاره تاريک زاده شد.
جهان حفره‌ها
سياهچاله ، اين اجرام نادر و عجيب ، را مي‌توان نتيجه تفکرات جوان باهوش آلماني که در سال 1919 در دفتر ثبت اختراعات سوئيس مشغول به کار بود دانست. آلبرت اينشتن در سال 1919 تئوري نسبيت عام خود را که انقلابي عظيم در فيزيک نوين بود را ارائه کرد. آلبرت اينشتن پي برده بود که جهان اساسا در مکانهاي متفاوت نسبت به قوانين نيوتن قابل توضيح نيست. او گفت که سه بعد از فضا نمي‌توانند به صورت مجزا از بعد چهارم يعني زمان باشند. او گفت که اينها باهم پيوسته هستند و آنها فضا – زمان ناميد. اين ساختار همانند يک ساختار نامرئي است که در واقع وجود دارد. او گفت که فضا نمي‌تواند مطلق باشد، بلکه پيوسته است. اين بافت فضا زماني مي‌تواند خميده شود و يا اينکه پيچ و تاب پيدا کند.
اين بافت که مي‌تواند جالب باشد فقط در صورتي مي‌تواند مسطح و صاف باشد که هيچ چيز در روي آن وجود نداشته باشد. اگر جسمي جرم دار در روي آن وجود داشته باشد گرانش نيز وجود دارد و هر جا که گرانش وجود داشته باشد اين بافت فضا – زمان خميده مي‌شود. اين خميدگي اين بافت براي اجرام حکم مي‌کند که چگونه حرکت کنند، در واقع مي‌گويد که گرداگرد اين فضا – زمان خميده به سير و سفر بپردازند. گرانش در تئوري نسبيت عام اثر هندسي جرم بر فضاي اطراف خود است. اگر بخواهيم کمي ساده‌تر توضيح دهيم همين خميدگي عامل ايجاد گرانش است.
انيشتين براي تصور اين واقعيت فرض کرد که کاغذي دارد و آن کاغذ را ساختار فضا – زمان فرض کرد. او جسمي سنگين را در روي آن ماغذ قرار داد (آن جسم را خورشيد در نظر گرفت) و ديد که در ساختار کاغذ خميدگي و فرو رفتگي ايجاد شده است. او گفت که اين فضا زمان خميده گرانشي توليد مي‌کند که هر چه اين خميدگي بيشتر باشد گرانش نيز قوي‌تر خواهد بود. سرانجام در جهان اجرامي وجود دارند که اين خميدگي را به نهايت خود مي‌رسانند و تمام مسيرها را بسوي خود خم مي‌کنند و اين اجرام حقيقتا سياهچاله‌هاي کيهاني هستند.
تولد ستاره
براي فهم مقياس بزرگ در جهان بايد مقياسهاي بسيار کوچک را درک کنيم. با باز کردن زندگي يک ستاره مي‌توانيم زاده شدن يک سياهچاله را به خوبي درک کنيم. ستاره‌ها زماني پديد مي‌آيند که ابري فوق العاده بزرگ از غبارهاي کيهاني و هيدروژن در زير بار گرانش خود فشرده شوند. در اين صورت گرانش به همراه افزايش چگالي فزوني مي‌يابد و بدين ترتيب فضا – زمان خميده و خميده‌تر مي‌شود. پس مدتي گاز هيروژن در هسته متراکم مي‌شود و در اين تراکم شديد اتمها با يکديگر برخورد مي‌کنند و دماي آنها رفته رفته افزايش مي‌يابد. زماني که دماي هسته به 10 ميليون درجه رسيد، پروتونهاي هيدروژن در پي واکنشهاي زنجيره‌اي همجوشي هسته‌اي به هليوم تبديل مي‌شوند.
در هنگام اين واکنشها مقداري از جرم نا پديد مي‌شود که تبديل به انرژي و امواج الکترومغناطيسي همچون نور مي‌شوند. در اين صورت يک جسم که همچون يک لامپ غول پيکر کيهاني است پديد آمده است و اين آغاز زندگي يک ستاره است. هر ستاره‌اي که ما در آسمان مشاهده مي‌کنيم در هسته‌اش واکنشهاي عظيم همجوشي رخ داده است تا اين نور توليد شود و به ما برسد. هنگامي که ستاره همانند خورشيد درخشان و نوراني مي‌شود، گرانش آن سعي مي‌کند تا ستاره را هم چنان منقبض کند و در خود فرو کشد. اما واکنشهاي عظيم هسته‌اي که در هسته ستاره انجام مي‌شوند انرژي عظيمي توليد مي‌کند و همين انرژي از در هم کشيده شدن ستاره و فرو ريختن آن جلوگيري مي‌کند.
زماني که ستاره مورد نظر (بسته به جرمش) سوخت خود را در چند ميليون يا چند ميليارد سال مصرف کرد و تمام هيدروژنها به هليوم تبديل شدند ستاره وارد مرحله جديد زندگي خود مي‌شود. در اين هنگام ستاره سعي مي‌کند تا هليوم توليد شده را به عناصر سنگين‌تر همانند آهن تبديل کند، ولي اين واکنشها چندان انرژي زيادي را توليد نمي‌کنند تا با گرانش به مقابله بپردازد. سر انجام پس از مدتي گرانش پيروز مي‌شود و اين پايان زندگي يک ستاره است. در اين هنگام ستاره نسبت به جرمش مي‌تواند به سه حالت تبديل شود: کوتوله سفيد ، ستاره نوتروني و سياهچاله.
پيروزي نهايي گرانش
يک ستاره نوتروني در برابر فشار عظيم گرانش در برابر فشرده شدن مقاومت مي‌کند. اما اگر باقيمانده هسته پس از انفجار بيش 3 برابر خورشيد جرم داشته باشد، آنگاه ديگر شرايط کاملا متفاوت مي‌شود. در اين شرايط حتي نوترونها از فشار بي وقفه گرانش نمي‌توانند در امان باشند. نوترونها در بي خبري هم چنان فشرده مي‌شوند و هسته ستاره در زير بار گرانش در فضاي خودش از پاي در مي‌آيد و از شکل مي‌افتد و در اين صورت جرمي بسيار ترسناک مي‌شود. يک فرم تاريک که در قلب ستاره‌ها قرار داشته است و حال بي وقفه حرکت مي‌کند و از فضاي اطراف خود مواد را مي‌مکد و آن را به درخشش وا مي‌دارد. اين اجسام گرسنه همان سياهچاله‌ها هستند که در آنها گرانش به پيروزي نهايي رسيده است. هر چيز که به محدوده جادويي آن وارد شود برايش بازگشتي نخواهد بود و نخواهد توانست تا بگريزد و سرانجام آين جسم بلعيده مي‌شود.
آن سوي تاريکي
لبه سياهچاله را افق رويداد مي‌خوانند، زيرا همه رويداد آن سوي آن بر ما پوشيده است و بر ما نامرئي است و فقط تا جايي ما حق مشاهده داريم که افق رويداد وجود دارد. در برخي از سياهچاله‌ها ممکن است شعاع افق رويداد تنها چند کيلومتر باشد. هرگاه ستاره‌اي در مداري دوتايي با سياهچاله‌اي قرار گيرد هر از چند گاهي مقداري از گازهاي خود را براي سياهچاله پرتاب مي‌کند و سپس سياهچاله آنها را بوسيله تکينگي مي‌ربايد ؛ همانطور که گفته شد تکينگي نقطه‌اي است که در آن چگالي بي‌نهايت است، در واقع جرم آن بي نهايت است ولي حجم آن بسيار بسيار کوچک است. تکينگي پايان علم است و در اين مکان موجوديت فضا و زمان متوقف مي‌شود و جايگزين آن جرم آشفته و خروشاني مي‌شود که آن را اسفنج کوانتومي مي‌نامند.
دانشمندان حدس مي‌زنند اين نقطه جايي باشد که قوانين انيشتين و نسبيت و مکانيک کوانتوم شکسته مي‌شود. اين حوضه چيزي است که کوانتوم گرانشي ناميده مي‌شود، در اين مکان از يافته‌هاي بسيار پيشرفته رياضي استفاده مي‌شود. گفته مي‌شود که تکينگي وجود داشته است که جهان از آن آغاز شده است. در بسياري از راههاي رسيدن يک ستاره به تکينگي يک سياهچاله فرو مي‌ريزد و اين معکوس بيگ بنگ است. ما نمي‌دانيم که در آن سوي افق رويداد چه مي‌گذرد، شايد در آن سويش جهاني هم چون جهان ما پنهان باشد و شايد حتي اين جهان نمونه‌اي از جهانهاي موازي خود باشد.
سياهچاله يا فيل سفيد
يک سياهچاله شکار خود را با استتار استادانه خود بدست مي‌آورد، جايي که از تاريکترين جاهاي کيهان است. براي جستجوي يک سياهچاله اول شما بايد يک ستاره مرئي را بيابيد که در مدار يک سياهچاله به دام افتاده است؛ سپس شما بايد چگونگي حرکت ستاره را مورد مطالعه قرار دهيد. ستاره شناسان به نور ستاره‌اي که در مدار يار تاريک خود اسير است توجه مي‌کنند. يکي از بهترين نماينده‌ها براي اين امر ستاره‌اي است که V404 گايگني ناميده مي‌شود. محاسبات نشان داده است که همدم مستتر V404 دوازده برابر خورشيد جرم دارد. البته هنوز مجموع جرم آن بطور کامل مشخص نشده است. اما مدار هر سياهچاله براي به دام انداخت يک سياهچاله بايد نامرئي باشد. يکي از اين سياهچاله‌ها مي‌توانند در کمين ستاره‌اي پنهان شده باشد.
جارو برقي کيهاني
اگر چه سياهچاله چنان قدرتي دارد که مي‌تواند تمام اجرام را اعم از غبار و گاز را همانند جارو برقي به درون بکشد، ولي توانايي شکار کردن را ندارد. اين چيزي بر خلاف اعتقادات ما است. ولي شايد اگر اين موضوع را بدانيم بهتر به درک اين مطلب کمک مي‌کند. اگر ما در جاي خورشيد خودمان در مرکز منظومه شمسي سياهچاله‌اي با همان جرم قرار دهيم نخواهد توانست زمين را جذب خود کند و فقط ما از نور خورشيد محروم خواهيم شد. البته شما مي‌توانيد از زمين خارج شويد و رويدادهاي جالبي را تجربه کنيد. شما پس از نزديک شدن به افق رويداد کشيده مي‌شويد و لاغر به نظر مي‌آييد، در اين صورت شما مي‌توانيد پاهاي خود را با طول به اندازه چند کيلومتر بيابيد.
پس از ورود به افق رويداد شما به ذرات بنيادي تجزيه مي‌شويد و در پرده تاريکي از نظرها ناپديد مي‌شويد. همانطور که گفته شد پس از ورود به افق رويداد شما هرگز ديده نخواهيد شد، زيرا زمان اتساع مي‌يابد و فوتونهاي حمل کننده تصوير شما نيز در دام چنين گرانش عظيمي خود را گرفتار مي‌بينند و بسيار تقلا مي‌کنند تا بدن شما را ترک کنند و به بيرون روند هر چند که چنين چيزي امکان پذير نيست، يعني اگر يک ميليون سال هم تلاش کند نمي‌تواند.
قلب تاريکي
بيشتر ستاره شناسان اين امر را تصديق مي‌کنند که سياهچاله‌هاي سنگين وزن در مرکز کهکشانهايي همچون راه شيري هستند. آخرين برآوردها نشان مي‌دهد که اينگونه سياهچاله را فوق العاده بزرگ يا سنگين مي‌نامند که در کيهان موجود مي‌باشند. در دهه 1950 با تلسکوپهاي نوري امواج بسيار قوي دريافت کردند و آنها را با تلسکوپهاي راديويي مورد مطالعه قرار دادند. منابع جستجو شده همچون ستاره نوراني بودند و امواج بسيار قوي که آن را با نام جت مي‌شناسيم را از خود ساتع مي‌کردند. اينها نخستين اجرامي بودند که شناسايي شدند و سپس کوازار يا منابع راديويي شبه اختري نامگذاري شدند.
کوازارها در قلب فعال کهکشان فعال قرار مي‌گيرند و گازهاي بسيار داغي که به گرد آن به چرخش در مي‌آيند با سرعتي نزديک به سرعت نور به چرخش در مي‌آيند و درخشنده مي‌شوند. جتهاي عظيم ذرات باردار جريان هزار سال نوري هستند که به بالا و پائين فضا راه مي‌يابند، درست همانند محور چرخها در اتومبيل و همچون موتوري که تمام فعاليتها بطور پنهاني در آن انجام مي‌گيرد. با اين تفاوت که در مرکز کهکشان سياهچاله بسيار کوچک و فوق العاده چگال و فشرده است. در سياهچاله‌هاي سنگين‌تر گازهاي دور آنها با سرعت بيشتري مي‌چرخند. دانشمندان با تخمينهايي که زده‌اند اينگونه کهکشان پنج هزار ميليون برار خورشيد جرم دارند.
فرضيه ساخته شدن اين کهکشانها و سياهچاله‌هايشان بدين صورت است که مي‌گويد اين کهکشانها از چرخش عظيم ابري از گاز بوجود مي‌آيد که همين ابر پس از مدتي تبديل به ميليونها و يا ميلياردها ستاره مي‌شود؛ در مرکز جايي که گازها متمرکز شده است ماده کافي براي ساخته شدن ميليونها و يا ميلياردها ستاره وجود دارد و پس مدتي اينها دست خوش تغييراتي مي‌شوند که توسط گرانش فرو مي‌ريزند و سياهچاله‌اي فوق العاده بزرگ را پديد مي‌آورند. در صورتي که همان حفره ايجاد شده هنوز در مرکز کهکشانها قرار دارد و از گازها مصرف مي‌کند. پس از مدتي که تمام ستاره‌ها را بلعيد، سياهچاله به حالت خاموشي و آرامي فرو مي‌رود و نسبتا به آرامي هسته کهکشان را ترک مي‌کند. اين تئوري درست است، زيرا در حال حاضر سياهچاله‌ها در مرکز کهکشانها قرار دارند.

با تغيير فصل علاوه بر طبيعت، آسمان شب نيز تغيير و تحولاتي پيدا مي کند. خداحافظي صور فلکي تابستاني و آمدن صور فلکي زمستاني به اسمان. هر رصدگري که آسمان ...

چكيده توليدمثل در ماهيها بوسيله ي فرآيندهاي درونزا كنترل مي گردد. اين فرآيندهاي داخلي از طريق عوامل محيطي از قبيل نور، دما و عوامل غذايي تحريك مي شوند ...

بطور کلي دو گروه بازرسي بر روي گريسها قبل از استفاده صورت ميگيرد 1 - آزمايشهاي مکانيکي_ديناميکي 2- فيزيکي _ شيميائي استانداردهاي ملي و SAE,DIN,IP,A ...

شايد يكي از چالش هاي بزرگ اختر فيزيك در اين قرون موضوع جذاب سياهچاله ها باشد . آنسوي افق رويداد بر هيچ شخصي مشخص نيشت . شايد در آن سوي آن فضايي عميق پ ...

شايد يکي از چالش هاي بزرگ اختر فيزيک در اين قرون موضوع جذاب سياهچاله ها باشد . آنسوي افق رويداد بر هيچ شخصي مشخص نيشت . شايد در آن سوي آن فضايي عميق پ ...

بر پايه ي بررسي هاي تازه اي ادعا شده که خورشيد کوچک تر از آن چيزي است که تصور مي شود. اگر اين گونه باشد، آن گاه ويژگي هاي ديگر خورشيد مانند دماي دروني ...

اگر در شب پر ستاره در فضاي آزاد قرار بگيريد متوجه خواهيد شد که ستارگان تغيير مکان مي دهند. اگر به مدت چند دققه به ستاره يا گروه ستارگان خاصي از نزديک ...

سياه چاله تمرکز عظيمي از جرم است که نيروي جاذبه آن مانع عبور اجسامي که از افق رويداد آن-نه آنهايي که از تونل کوانتومي(شعاع هاوکينگ) مي گذرند-مي شود. ن ...

دانلود نسخه PDF - پرتگاه نهايي