حفره سیاه (سیاهچاله) چیست؟

[iran_nasa]

حفره سیاه (سیاهچاله) چیست؟



یک حفره سیاه فضایی، جسمی است که سرعت گریز آن بیشتر از سرعت نور باشد. سرعت گریز، به حداقل سرعتی گفته میشود که یک جسم باید دارا باشد تا بتواند از جاذبه جسم دیگری بگریزد.
برای گریز از نیروی جاذبه زمین، سرعت یک جسم باید به بیش از 40،000 کیلومتر در ساعت برسد. اما برای گریز از حفرة سیاه، سرعت جسم باید به بیش از سرعت نور که حدود 300،000 کیلومتر در ثانیه است برسد، یعنی سرعت آن، بیش از یک میلیارد و هشتاد میلیون کیلومتر در ساعت باشد.
برای رسیدن به چنین سرعتی، بطور طبیعی، یک مشکل وجود دارد، و آن این است که فقط نور چنین سرعتی دارد. چیزهایی که 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 که ما قادر به دیدن آن نخواهیم بود و در نتیجه، نمی توانیم بفهمیم که چه چیزی در حفره سیاه اتفاق میافتد. در حقیقت عقاید ما در مورد حفرههای سیاه از تئوری کلی نسبیت آلبرت انیشتین منشاء میگیرد. برای دانشمندان مسلم است که داخل یک حفره سیاه فعل و انفعالات فیزیکی ناشناخته زیادی انجام میگیرد.
حفرههای سیاه بازمانده از ستارگان عظیمی هستند که سوختشان به اتمام رسیده و به اصطلاح مرده اند. البته، فقط ستارگانی که حجم آنها بیش از سه برابر خورشید خودمان است، حفرههای سیاه بوجود میآورند. بعضی از این ستارگان عظیم، منفجر شده و بصورت یک "سوپر نوا"ی درخشان در میآیند. بعضی سوپر نواها، بطور کامل منفجر شده و چیزی از خود باقی نمی گذارند. اما بعضی دیگر در مرکز خودشان فرو میریزند و همه مواد در آنها با هم محکم برخورد کرده و به هم می چسبند. بستگی به اینکه مرکز آنها چقدر عظیم و حجیم باشد، سوپر نواها تبدیل به نوترون شده و یا تبدیل به حفرههای سیاه میشوند.

به این خاطر که ما نمیتوانیم خود حفرههای سیاه را ببینیم، ممکن است فکر کنیم که پیدا کردن آنها غیر ممکن است. اما به کمک فنآوریهای ستاره شناسی، اولین آنها در سال 1972 میلادی کشف شد. نام این حفره Cyghus x-1 و متعلق به کهکشان راه شیری است. با وجود اینکه خود حفرههای سیاه دیده نمیشوند، اما تاثیر قوة جاذبه عظیم آنها بر ستارههای نزدیکشان را میتوان بررسی کرد. همیشه یک ستاره، با سوپر نوا جفت میشود و گازهای حاصل از آن ستاره بصورت مارپیچ به داخل سوپر نوا بلعیده میشوند. حرکت مارپیچی گازها، تصویر یک حفره سیاه را در مرکز سوپر نوا بوجود میآورد و بدین جهت است که آن را حفره سیاه مینامند.

[Owl]

در ادامه نوشته دوست گرامی:
در دهه 60 راجر پنروز و هاوکینگ هم در مقاله ا نشان دادند که «این اجرام سیاه چندان هم سیاه نیستند». آنها همانطور که در جای دیگر هم اشاره شده امواجی با طول موج بسیار کوتاه ایکس را گسیل می کنند. تا اینجا را هاوکینگ در کتاب های معروف خودش بارها اشاره کرده است. ولی یک نکته فیزیکی که متاسفانه حتی در مقالات عامه فهم معروف یا کتاب ها اشاره نمی شود اینست که < در فیزیک نسبیتی آینشتاین نیروی جاذبه جای خود را به مفهوم اصلی نسبیت عام می دهد! انحنای فضا-زمان همان نیروی جاذبه است. اگر با انتگرال مسیر و مکانیک لاگرانژی و هامیلتونی هم آشنا باشید نیازی به شناختن نیرو ندارید. در بسیاری موارد نیرو را نمی شناسیم.> در این مفهوم همه رویدادها کمترین انرژی را مصرف می کنند تا کاری انجام دهند. طبیعت مقتصد است. ریچارد فاینمن دانشمند فوق نابغه فیزیک نظری نشان داد که هر رویدادی نیز می تواند تاریخ ها متعددی داشته باشد. به معنای ریاضیاتی مقدار انتگرال به مسیر بستگی ندارد! در جای دیگر بیان خواهد شد که در انفجار بزرگ این به معنای حکم فرمایی کامل احتمال است. به خصوص اینکه اصل عدم قطعیت را باید در آن لحظات کوانتمی کیهان در نظر بگیریم.
قابل ذکر است که حدی که دوست گرامی اشاره کردند درباره سرنوشت یک ستاره با توجه به جرم آن، « حد چاندر اسخار» نام دارد.
اصطلاح سیاه چاله یا حفره های سیاه را دانشمند بزرگ و اولین متخصص فیزیک نظری در زمینه سیاه چاله ها،«جان ویلر» این نام را برای آنها انتخاب کرد. کتاب گرانش وی که به همراه «میسنر» و « تورن» نوشته شد همچنان از نوشته های کلاسیک و مراجع مهم نسبیت است که از پایه شروع کرده تانسور ها را توضیح می دهد و به فیزیک کوانتم و ترمودینامیک و مباحث پیشرفته دیگر می رسد.

[atiye12]

حفره های فضایی هستند که سرعت فرار از گرانش آنها بیش از سرعت نور باشد.(شعاع شوارتز شیلد ـ البته مطمین نیستم ) واگر جرمی فضایی به دام بیفتد نمی تونه سام از دستش فرار کند (منظورم از گرانشش است. ) :twisted: :?

[major-physics]

حفره های فضایی هستند که سرعت فرار از گرانش آنها بیش از سرعت نور باشد.(شعاع شوارتز شیلد ـ البته مطمین نیستم ) واگر جرمی فضایی به دام بیفتد نمی تونه سام از دستش فرار کند (منظورم از گرانشش است. ) :twisted: :?

درود فراوان .

مسلما تعریف دقیق و علمی از سیاهچال ها نیست اما برای مقاصد معمولی تعریف بدی نیست .

[مهمان]

شما لطفا جواب بدهید؟؟؟!!!!

[HYPERCUBE]

با سلام

در نظریه ای بیان شده که سیاه چاله ها نیز روزی منفجر خواهند شد و

اطلاعاتی را که تا کنون بلعیده اند به بیرون پرتاب خواهند کرد !

[parse]

سلام و درود!

در حقیقت سیاهچاله ها را نمی توان با فیزیک کلاسیک توضیح داد.

با در نظر گرفتن نسبیت عام و انحنای فضا-زمان (و البته نه انحنای فضا!)

سیاهچاله ها را گره های فضا-زمانی متصور می شویم.

محدوده سیاهچاله را می توان به سه قسمت تقسیم کرد:

1-داخل افق رویداد: اگر جسمی وارد این قسمت شود، دیگر نمی تواند از

آن خارج شود. البته این را نیز باید در نظر گرفت که هیچ "جسمی" نمی تواند

وارد سیاهچاله شود مگر ذرات بنیادی. چرا که در اثر گرانش سرسام آور

سیاهچاله متلاشی شده و به ذرات بنیادی پاره پاره می شود.

2-محدوده افق روداد و شعاع شوارتزشیلد: در این محدوده گرانش بسیار

قوی است. اما با توجه به شرایط امکان فرار تشعشع وجود دارد. این محدوده

را "ارگوسفر" می نامند.

3- محدوده بیرون شعاع شوارتزشیلد: که گرانش باز هم تضعیف شده و

اگر جسمی به سیاهچاله نزدیک شود و نتواند با توجه به سرعت و جهت

حرکت خود، از دام سیاهچاله بگریزد، در دام آن گرفتار خواهد شد.

[Amirkhan]

با سلام

در نظریه ای بیان شده که سیاه چاله ها نیز روزی منفجر خواهند شد و

اطلاعاتی را که تا کنون بلعیده اند به بیرون پرتاب خواهند کرد !

درود بر ابر مکعب گرامی:

افزون می کنم که این ایده ، همان ایده ی هاوکینگ است که پارادوکس اطلاعات را به

دنبال داشت!

با سپاس.

[M_Saturn]

نظریه نسبیت خاص
بهتره برای صحبت درباره سیاهچاله ها مروری روری نسبیت خاص داشته باشیم
آلبرت اینشتین (1879-1955)،در اوایل سده بیستم، بایافتن راهی جدید و بهتر برای ادراک جهان فیزیکی،تصور انسان را از چگونگی کارجهان به طور اساسی دگر گون ساخت.
یک قرن پیش معلوم شده بود که نور،درقالب پدیده ای موجی با نوسانهای فوق العاده سریع،قابل شناخت است.آزمایشهایی که ارتباط میان مغناطیس و بار الکتریکی را نشان دادند دلایلی بودند بر وجود تابش الکترومغناطیس،که میدانهای الکتریکی ومغناطیسی نوسان کننده در بر میگیرد وما آنرا به صورت نور،شامل نور مرئی،تابش رادیویی و پرتوهای X حس می کنیم.اما اگر این تابشها به صورت موج باشند باید در یک محیط منتشر شوند،درست مانند آب که موجهای روی دریاچه را منتقل میکند.از این رو فیزیک دانها به این اندیشه افتادند که باید در فضا ماده ای فراگیر وجود داشته باشد تا محیطی برای انتشارامواج نورتدارک بیند.آنها این ماده را اتر نامیدند،اما ماهیت اترمرموزو تاحدی نامتقاعد کننده باقی ماند.
به نظر میرسد که اینشتین کلید راهیابی به نسبیت را از آزمایشی بر گرفت که برای آشکار ساختن اتر انجام شده بود.درست پیش از آغاز قرن حاظر،دو فیزیک دان آمریکایی ابزارهای نوری پیچیده ایرا به کار گرفتند تا اثرات حرکت زمین در میان اتر رااندازه گیری کنند.آنها با شگفتی دریافتند که نه تنها اثرات ناشی از وجود اتر مشهور نیست،بلکه حتی هیچ گونه اثری هم که ازحرکت زمین در اتر باشد وجود ندارد.بر خلاف آنچه عقل سلیم حکم می کرد،سرعت اندازه گیری شده نور چه در راستای حرکت زمین وچه عمود بر این راستا،یکسان بود.
ثابت بودن نور،که واقعیتی اثبات شده است،با عقل سلیم همخوان نیست-چراکه این واقعیت با تجربه معمولی ما ناسازگاری دارد.اما این هشداری است بی شبهه که در شناخت مفاهیم غایی فیزیک بر آنچه که باید تکیه کنیم ریاضیات دقیق و آزمایشها هستند،نه پیشداوری های مبتنی بر تجربیات عادی.
نتایج اساسی کشف اینشتین درباره نسبیت چنین است:
اگر جسمی سرعت بگیرد و به سرعت نور نزدیک شود،زمان اندازه گیری شده به وسیله ناظر ساکن با زمان اندازه گیری شده به وسیله شخصی که با آن جسم حرکت می کند.متفاوت است.اثر شگفت آور دیگر،به طول جسمی که با سرعت نزدیک به سرعت نور حرکت میکند مربوط می شود.سومین اثر به جرم مربوط است.اینشتین نشان داد که جرم جسم متحرک از نظرناظر ساکن،به سرعت آن جسم وابسته است.
پس سه پیش گویی اساسی نظریه نسبیت خاص،که اثرات مهم ناشی از حرکت یک جسم در سرعت های نزدیک به سرعت نور هستند،از نظر ناظر ساکن، عبارتنداز:زمان کند می شود ،طول درراستای حرکت منقبض می شود،وجرم افزایش می یابد.طبق معادلات و آزمایشهای متعدد تایید کننده،این اثرات در حوالی سرعت نور،به شدت افزایش می یابند به طوری که برای جسمی که تقریباً با سرعت نورحرکت می کند،زمان تقریباًمتوقف می شود،جسم به صورت صفحه ای پهن می شودو جرم تقریباًبی نهایت می شود.(این پدیده ها را ناظر ساکن می بیند)
مطالب گفته شده چیزایی هست که توی کتابها نوشته شده و همه اونها رو مطالعه کردیم.اما من75%با پروفسور انیشتین در موردجابجایی در زمان مخالفم. چون اگه ما بتونیم به سرعت نور نزدیک بشیم دیگه به انرژی تبدیل میشیم. حالا خوشحال میشم نظرات شما هم بدونم!

[edwardfurlong]

اما من75%با پروفسور انیشتین در موردجابجایی در زمان مخالفم. چون اگه ما بتونیم به سرعت نور نزدیک بشیم دیگه به انرژی تبدیل میشیم. حالا خوشحال میشم نظرات شما هم بدونم!

طبق چه رابطه ای به این نتیجه رسیدید؟
:lol: