سیاهچاله ها
سیاهچاله چیست ؟ سیاه چاله ها مناطقی از فضا می باشند که نیروی گرانش در آن جا به قدری زیاد است که هیچ چیز نمی تواند از آن منطقه بگریزد سیاهچاله ها قابل رویت نیستند و در واقع نامرئی هستند زیرا حتی نور نیز در دام آن ها گرفتار می شود. تشریح بنیادی سیاه چاله ها بر اساس معادلات موجود در تئوری نسبیت عام آلبرت اینشتین مطرح شد این تئوری در سال ۱۹۱۶ منتشر گردید.
خصوصیات سیاهچاله ها
نیروی گرانش نزدیک یک سیاه چاله بسیار قوی است چرا که همه ذرات سیاه چاله در یک نقطه در مرکز آن متمرکز شده اند. فیزیک دانان به این نقطه تکینگی می گویند و بر این باورند که اندازه آن از هسته یک اتم نیز کوچک تر است.
به سطح یک سیاه چاله افق رویداد می گویند. این سطح یک سطح معمولی قابل دیدن یا لمس کردن نیست. در افق رویداد کشش نیروی گرانش بی نهایت قدرت مند است. یک شیء در این منطقه تنها برای یک آن می تواند حضور داشته باشد و سپس در ذرات نور غرق شده و فرو می رود.
ستاره شناسان برای تعیین اندازه یک سیاه چاله شعاع افق رویداد را اندازه می گیرند شعاع یک سیاه چاله بر حسب کیلومتر برابر است با سه برابر جرم خورشیدی اجرام موجود در سیاه چاله جرم خورشید برابر است با یک جرم خورشیدی.
هیچ سیاه چاله ای به طور دقیق هنوز کشف نشده. دانش مندان برای اثبات این که یک جرم فشرده یک سیاه چاله است بایستی اثراتی را اندازه گیری کنند که تنها یک سیاه چاله قادر به اعمال و ایجاد آن ها می باشد. انحنای شدید موج نور و کند شدن بیش از حد زمان می توانند دو نمونه از آثار وجود یک سیاه چاله باشند اما ستاره شناسان اجرام فشرده ای را پیدا کرده اند که با کمی تردید می توان آن ها را سیاه چاله فرض نمود و ادامه این مطلب نیز بر اساس این یافته ها می باشد.
تشکیل سیاهچاله ها
طبق نظریه نسبیت عام یک سیاه چاله زمانی ایجاد می شود که یک ستاره سنگین سوخت هسته ای خود را به اتمام می رساند و پس از آن توسط نیروی گرانش خودش متلاشی می گردد. تا هنگامی که ستاره در حال مصرف سوخت می باشد، انرژی ناشی از آن تعادل ستاره را در برابر نیروی گرانش حفظ می کند. پس از اتمام سوخت ستاره دیگر قادر به تحمل وزن خود نیست در نتیجه مرکز ستاره دچار فروریختگی می شود. اگر جرم مرکز ستاره بیش از سه برابر جرم خورشید باشد، ظرف کم تر از یک ثانیه درون نقطه تکینگی فرو می رود.
سیاهچاله های کهکشانی
اغلب ستاره شناسان بر این باورند که کهکشان راه شیری کهکشانی که منظومه شمسی ما در آن قرار گرفته، شامل میلیون ها سیاهچاله است. دانشمندان تعدادی از آن ها را در راه شیری پیدا کرده اند. این اجرام در ستاره های دوتایی که اشعه ایکس صادر می کنند می باشند.
در یک ستاره دو تایی که شامل یک سیاه چاله و یک ستاره معمولی است ستاره در فاصله نزدیکی از سیاه چاله در گردش است. در نتیجه سیاه چاله گازهای ستاره را به شدت به درون خود فرو می برد. سایش و اصطکاک اتم های موجود در این گازها در منطقه افق رویداد دمای گازها را به چندین میلیون درجه می رساند. به دنبال آن، انرژی به صورت اشعه ایکس از این گازها متساطع می گردد. ستاره شناسان این تشعشعات را با استفاده از تلسکوپ اشعه ایکس تشخیص می دهند.
ستاره شناسان بر اساس دو دلیل می پذیرند که یک ستاره دو تایی شامل سیاهچاله می باشد: ۱) هر دو تایی که یک منبع شدید و متغیر از اشعه ایکس است. وجود این اشعه ها اثبات کننده وجود یک ستاره فشرده است. این ستاره فشرده ممکن است یک سیاه چاله و یا جرمی با فشردگی کمتر یعنی ستاره نوترونی باشد، ۲) یک ستاره مرئی با چنان سرعتی در مدار خود در گردش است که تنها یک جرم با سه برابر جرم خورشید ممکن است محرک این سرعت باشد.
سیاهچاله های عظیم الجثه
دانشمندان بر این باورند که همه کهکشان ها دارای یک سیاه چاله عظیم الجثه در مرکز خود می باشند. گمان می رود جرم هر یک از این سیاه چاله ها بین یک میلیون تا یک میلیارد جرم خورشیدی باشد. ستاره شناسان به این که این سیاه چاله ها میلیاردها سال پیش در اثر گازهای متمرکز شده در مرکز کهکشان ها تولید شده باشند مظنون می باشند.
دلایلی قطعی وجود یک سیاه چاله عظیم الجثه در مرکز کهکشان راه شیری را اثبات می کنند ستاره شناسان معتقدند که این سیاهچاله یک منبع عظیم انتشار امواج رادیویی است مهم ترین دلیل برای اینکه ثابت نماید این یک سیاه چاله عظیم الجثه است سرعت حرکت ستاره ها به دور آن است سریع ترین ستاره که تا به حال در کهکشان راه شیری مشاهده شده هر 15/2 سال یک بار به دور این سیاهچاله با سرعت ۵۰۰۰ کیلومتر در ثانیه گردش می نماید.
حرکت این ستاره ستاره شناسان را متقاعد می کند که جرم سنگینی چندین میلیون برابر جرم خورشید در مرکز مدار این ستاره وجود دارد تنها جرم شناخته شده که می تواند به این سنگینی باشد و در مرکز مدار این ستاره قرار بگیرد یک سیاهچاله است.
