سياهچالهها + هر آنچه كه بايد بدانيد
سياهچالهها از عجيبترين و جذابترين اجرام فضا محسوب ميشوند. آنها بسيار متراكم هستند و چنان جاذبه گرانشي قوي دارند كه حتي نور نيز نميتواند از چنگ آنها فرار كند. كهكشان راه شيري بيش از ۱۰۰ ميليون سياهچاله را در خود جا داده است. مثلا سياهچاله كلانجرم كمان اي* كه در قلب كهكشان راه شيري قرار گرفته است، تقريبا ۴ ميليون برابر خورشيد جرم دارد و فاصله آن از زمين ۲۶۰۰۰ سال نوري است.
اولين تصوير از يك سياهچاله در سال ۲۰۱۹ توسط تلسكوپ افق رويداد (EHT) گرفته شد كه دانشمندان سراسر جهان را به وجد آورد. اگر ميخواهيد با اين پديده شگفتانگيز بيشتر آشنا شويد تا انتهاي مقاله با ما همراه باشيد.
سياهچالهها چگونه به وجود ميآيند؟
سياهچالهها به دو طريق مجزا تشكيل ميشوند. در روش اول، با مرگ ستارههاي عظيم تشكيل ميشوند و به نوعي اجساد ستارهاي هستند. ستارههايي كه جرم تولد آنها تقريبا ۸ تا ۱۰ برابر جرم خورشيد است، وقتي تمام سوخت خود يعني هيدروژن را تمام ميكنند، منفجر ميشوند و ميميرند. چيزي كه باقي ميماند يك جرم متراكم بسيار فشرده، بهاصطلاح سياهچاله است.
سياهچالهاي كه به اين شكل به وجود ميآيد به سياهچاله ستارهوار معروف است و چند برابر خورشيد جرم دارد. در روش ديگر، سياهچالهها در نتيجه فروپاشي مستقيم گاز بهوجود ميآيند. اين فرآيند سياهچالههاي پرجرمتري با جرمي از ۱۰۰۰ برابر تا حتي ۱۰۰۰۰۰ برابر جرم خورشيد ايجاد ميكند.

چه كسي براي اولين بار سياهچاله را كشف كرد؟
سياهچالهها بهعنوان يك راه حل رياضي دقيق براي معادلات انيشتين پيشبيني شده بودند. معادلههاي اينشتين شكل فضاي اطراف ماده را توصيف ميكنند. راه حل سياهچاله توسط كارل شواترزشيلد در سال ۱۹۱۵ پيدا شد. معلوم شد كه اين مناطق، يعني سياهچالهها، فضا را بهشدت تغيير ميدهند و سوراخي در بافت فضا-زمان ايجاد ميكنند.
با گذشت زمان، همانطور كه ساير محصولات نهايي مرگ ستارهها، يعني ستارههاي نوتروني كه بهعنوان تپاختر ديده ميشدند، شناسايي شدند مشخص شد كه سياهچالهها واقعي هستند و بايد وجود داشته باشند. ماكيان ايكس يك (Cygnus-X1) اولين سياهچالهاي بود كه كشف شد.
آيا سياهچالهها ميميرند؟
سياهچالهها به خودي خود نميميرند، بلكه فرض بر اين است كه در نهايت به آرامي در مدت زمان بسيار طولاني تبخير ميشوند. سياهچالهها مادهاي را كه در نزديكيشان قرار دارد، توسط گرانش قوي به سمت داخل خود ميكشند و رشد ميكنند. طبق نظريه هاوكينگ، سياهچالهها اين توانايي را دارند كه انرژي ساطع كنند و با سرعت بسيار پاييني كوچك شوند.
بر اساس نظريه كوانتوم، ذرات مجازي هميشه در حال به وجود آمدن و از بين رفتن هستند. وقتي كه اين اتفاق ميافتد، ذره و پادذره همراه آن ظاهر ميشوند. آنها ميتوانند دوباره تركيب شده و دوباره ناپديد شوند.
وقتي اين فرايند در نزديكي افق رويداد يك سياهچاله رخ ميدهد، به جاي اينكه جفت ذره و پادذره براي لحظهاي وجود داشته باشد و سپس يكديگر را نابود كنند، اتفاق ديگري ميافتد. يكي از آنها توسط گرانش به درون سياهچاله ميافتد، در حاليكه ذره ديگر در فضا رها ميشود.
براي اطلاع از مقاله ۱۰ حقيقت شگفت انگيز درباره جو زمين روي لينك كليك كنيد.
آيا سياه چاله همان كرمچاله است؟
خير. كرمچاله را ميتوان تونلي در نظر گرفت كه دو نقطه مجزا در فضا و زمان را به هم وصل ميكند. فرض بر اين است كه سياهچاله ميتواند درون خود يك كرمچاله داشته باشد.
انواع سياه چاله
تا به امروز، سه نوع سياهچاله توسط ستارهشناسان شناسايي شده است.
1. سياه چاله ستارهوار: كوچك اما كشنده
وقتي سوخت يك ستاره تمام ميشود، ممكن است سقوط كند يا به درون خود بيافتد. در ستارههاي كوچكتر (با جرم تقريبا سه برابر خورشيد)، هسته جديد به يك ستاره نوتروني يا يك كوتوله سفيد تبديل خواهد شد. در مقابل وقتي يك ستاره بزرگتر دچار فروپاشي ميشود، به فشرده شدن ادامه ميدهد و يك سياهچاله ستارهوار ايجاد ميكند. اين نوع سياهچاله نسبتا كوچك اما بهشدت متراكم است. سياهچالههاي ستارهوار غبار و گاز كهكشانهاي اطراف خود را مصرف ميكنند كه باعث ميشود رشد كنند.

2. سياه چاله كلانجرم: تولد غولها
اين سياهچالههاي عظيم قطري برابر خورشيد دارند ولي جرم آنها ميليونها يا حتي ميلياردها برابر خورشيد است. فرض بر اين است كه اين سياهچالهها تقريبا در مركز هر كهكشاني از جمله كهكشان راه شيري قرار دارند. دانشمندان هنوز درباره منشا اين نوع سياهچاله مطمئن نيستند. آنها ممكن است نتيجه صدها يا هزاران سياهچاله كوچكي باشند كه با هم ادغام ميشوند. فرو ريختن ابرهاي گازي بزرگ نيز ممكن است در ايجاد آنها نقش داشته باشد.
گزينه سوم فروپاشي يك خوشه ستارهاي است. همچنين، احتمال ديگر اين است كه سياهچالههاي بسيار پرجرم ممكن است از خوشههاي بزرگ ماده تاريك بهوجود بيايند.
3. سياه چاله جرم متوسط
در گذشته، دانشمندان فكر ميكردند كه سياهچاله ها فقط بزرگ يا كوچك هستند. تحقيقات بيشتر احتمال وجود سياهچالههاي جرم متوسط (IMBHs) را آشكار كرد. آنها زماني تشكيل ميشوند كه ستارههاي درون يك خوشه در يك واكنش زنجيرهاي با هم برخورد كنند. تعدادي از سياهچالههايي كه در يك منطقه بهوجود ميآيند، در نهايت ميتوانند با هم در مركز يك كهكشان بيافتند و يك سياهچاله بسيار كلانجرم ايجاد كنند.
براي اطلاع از مقاله هر چيزي كه بايد درباره سيارههاي منظومه شمسي بدانيد روي لينك كليك كنيد.
سياه چاله چه شكلي است؟
سياه چاله ها سه لايه دارند كه عبارتند از افق رخداد بيروني و دروني و تكينگي.
افق رويداد به مرز اطراف دهانه سياهچاله ميگويند كه نور نميتواند از آن فرار كند. وقتي يك ذره از افق رويداد عبور كند، ديگر قادر نيست از آن خارج شود. گرانش در سراسر افق رويداد ثابت است.
تكينگي به بخش داخلي سياهچاله، جايي كه جرم در آن قرار دارد ميگويند. بهعبارت ديگر، تكينگي نقطه واحدي در فضا-زمان است كه جرم سياهچاله در آن متمركز است.
سياه چاله ها مثل ستارهها و ساير اجرام موجود در فضا قابل ديدن نيستند. در واقع، ستارهشناسان تشعشعاتي را كه سياهچالهها با كشيدن غبار و گاز به درون خود ساطع ميكنند، شناسايي ميكنند.
گاهي سياه چاله هاي كلانجرم كه در مركز يك كهكشان قرار دارند توسط غبار و گاز غليظ اطراف خود پوشيده ميشوند كه مانع انتشار گازهاي گلخانهاي ميشود.
اگرچه در نگاه اول بهنظر ميرسد كه هيچ چيزي در سياه چاله وجود ندارد، اين پديده جالب حاوي مقدار قابل توجهي ماده است. اين جرم زياد انباشته شده در يك حجم كم باعث ايجاد ميدان گرانشي بسيار قوي ميشود كه حتي نور هم قادر به قرار از آن نيست. در سالهاي اخير، ناسا با استفاده از تجهيزات پيشرفته تصاويري از چند سياه چاله گرفته است كه ديدن آنها خالي از لطف نيست.
نتيجه
با گذشت زمان و پيشرفت علم و اختراع تلسكوپ دانشمندان توانستند با مطالعه و مشاهده دقيق تر سياه چاله ها را مورد بررسي قرار دهند . تلسكوپ يكي از اختراعاتي بود كه توانست بشر را در كشف پديده هاي آسمان ياري كند. همچنين مردم نيز توانستند با خريد تلسكوپ به زيبايي هاي آسمان شب پي ببرند و از ديدن آن لذت ببرند. اشخاصي كه به مشاهده آسمان علاقمند هستند مي توانند با مراجعه به سايت آسمان شب راحت ترين و مطمئن ترين راه براي خريد تلسكوپ را انجام دهند.
براي دانلود مقاله سياهچالهها هر آنچه كه بايد بدانيد روي لينك كليك كنيد.
منبع: سايت موسسه طبيعت آسمان شب و سياهچالهها هر آنچه كه بايد بدانيد
برچسب: