سیاه چاله

شروع موضوع توسط najmeh_abl ‏2019/4/11 در انجمن نجوم عمومی

  1. najmeh_abl

    najmeh_abl کاربر فوق حرفه ای

    ارسال ها:
    655
    امتیازات:
    +7,390 / -105
    نام مرکز سمپاد:
    فرزانگانـ
    شهر:
    کرمان
    سال فارغ التحصیلی:
    95
    دانشگاه:
    پلی تکنیک
    سیاه چاله چیست؟
    سیاه‌ چاله ناحیه‌ای از فضا-زمان است که آثار گرانشی آن، چنان نیرومند است که هیچ چیز ( حتی ذرات و تابش‌های الکترومغناطیسی مثل نور) نمی‌توانند از میدان گرانش آن بگریزد. نظریه نسبیت عام آلبرت اینشتین پیش‌بینی می‌کند که یک جرم به اندازه کافی فشرده شده، می‌تواند سبب تغییر شکل و خمیدگی فضا-زمان و تشکیل سیاه چاله شود.
    مرز این ناحیه از فضازمان که هیچ چیزی پس از عبور از آن نمی‌تواند به بیرون برگردد را "افق رویداد" می‌نامند. صفت «سیاه» در نام سیاه‌چاله برگرفته از این واقعیت است که همه نوری که از افق رویداد آن می‌گذرد را به دام می‌اندازد که از این دیدگاه سیاه چاله رفتاری شبیه به جسم سیاه در ترمودینامیک دارد.
    از سوی دیگر نیز، نظریه میدان‌های کوانتومی در فضازمان خمیده پیش‌بینی می‌کند که افق‌های رویداد نیز تابشی به نام تابش هاوکینگ گسیل می‌کنند که طیف آن همانند طیف جسم سیاهی است که دمای آن با جرمش نسبت وارونه دارد. میزان دما در مورد سیاهچاله‌های ستاره‌ای در حد چند میلیاردم کلوین است و از این رو ردیابی آن دشوار است.

    نظریه "نسبیت عام" آلبرت اینشتین گرانش را به‌عنوان یک عامل هندسی و نه یک نیرو بررسی می‌کند. در این نظریه فضا–زمان توسط "هندسهٔ ریمانی" (شاخه‌ای از هندسه دیفرانسیل) بررسی می‌شود.
    نظریهٔ اینشتین جنبه‌های اخترفیزیکی مهمی دارد. مثلاً این نظریه وجود سیاه چاله‌ها را به‌عنوان وضعیت پایانی ستاره‌های بزرگ پیش‌بینی می‌کند.
    در دهه ۱۹۷۰،" استیون هاوکینگ" روی نظریات اینشتین کار کرد. وی معتقد بود که سیاه چاله‌ها حرارت دارند و چون اجسام داغ گرما از دست می‌دهند، در نهایت تبخیر شده و ناپدید می‌شوند.
    در سال ۱۹۷۰ میلادی نیز دانشمندی به نام "یاکوب بکنشتاین" مطرح کرد که آنتروپی سیاه چاله‌ها با منطقه‌ای در سیاه چاله به نام "افق رویداد" مرتبط است و بیشینه آنتروپی سیاه‌چاله اندازه مشخصی دارد.
    در فیزیک نظری، نظریهٔ میدان‌های کوانتومی (QFT) چارچوبی نظری برای ساختن مدل‌های مکانیک کوانتومی از ذرات زیراتمی در فیزیک ذرات وشبه‌ ذره‌ها در فیزیک ماده چگال است. یک نظریه میدان کوانتومی، ذرات را به شکل حالاتی برانگیخته از میدان فیزیکی زمینه می‌بیند، به همین دلیل این ذرات کوانتای میدان نامیده می‌شوند.
    کارهای هاوکینگ به توضیح نتایج "یاکوب بکنشتاین" کمک کرد و هاوکینگ در سال ۱۹۷۴، نظریه‌ای را درباره سیاه‌ چاله‌ها ارائه کرد که در آن عنوان شده بود که با وجود جاذبه و جرم عظیمی که این هیولاهای فضایی دارند، امواج رادیویی در شرایطی خاص از دام آنها خارج و به سوی فضا گسیل می‌شوند.
    نظریه "تابش هاوکینگ" تابش جسم سیاه است که پیش‌بینی می‌شود به خاطر تأثیر کوانتومی در نزدیکی افق رویداد، از سیاه‌ چاله تابیده شده باشد. این نظریه بر اساس نظریهٔ میدان‌های کوانتومی و نسبیت عام اینشتین ارائه شد.
    "افق رویداد "( Event horizon) در نسبیت عام، منطقه‌ای از فضا-زمان است که در آنجا تمام مرزهای فضا به شدت تحت تأثیر سیاه‌ چاله است و اگر جسمی وارد این ناحیه شود، سرانجام بر روی "تکینگی" سیاه چاله سقوط می‌کند. افق رویداد قسمتی از تقسیم‌بندی مناطق خارجی سیاه چاله هاست.
    تابش هاوکینگ باعث کاهش جرم و انرژی سیاه‌ چاله می‌شود که به تبخیر سیاه‌ چاله شناخته می‌شود. به همین خاطر سیاه‌چاله‌هایی که جرم آن‌ها به روش دیگری افزایش نمی‌یابد با گذر زمان جرم آن کاهش یافته و در پایان، از بین می‌روند. پیش‌بینی می‌شود که تابش ریز سیاه‌چاله‌ها، بیشتر از سیاه‌چاله‌های بزرگ‌ تر باشد. بنابراین با سرعت بیشتری کوچک شده و از میان می‌رود.
    هاوکینگ در مقاله خود به دنبال یافتن این مساله بوده است که بر سر اشیایی که در سیاه چاله می‌افتند، چه اتفاقی می‌افتد. وی در سال ۲۰۱۵ اعلام کرد که سیاهچاله‌ها در اصل "خاکستری" بوده‌اند. هاوکینگ و همکارانش در مقاله جدید اظهار کرده‌اند که اگر اطلاعات توسط سیاه چاله‌ها بلعیده شوند، آنتروپی آن‌ها تغییر خواهد کرد.
    وی اعلام کرده که یک سیاهچاله کوچک به اندازه یک کوه، پرتو ایکس و پرتو گاما از خود به اندازه ۱۰ میلیون مگاوات ساطع می‌کند که برای تأمین برق تمام جهان کافی است. هاوکینگ خودش هشدار داده که احتمالاً بسیار سخت خواهد بود که بدون آنکه این انرژی به انسان‌ها آسیب بزند و تمدن بشری را نابود کند، بتوان از آن استفاده کرد و سیاه چاله را به اصطلاح تحت کنترل خود درآورد. یک راهکار این است که سیاهچاله در مدار زمین و فاصله مناسب از ما قرار بگیرد تا بتوان از انرژی ساطع شده آن استفاده کرد.


    [​IMG]

    منابع ایسنا و BBC ,Astrophysical Journal Letters
     
    آخرین ویرایش: ‏2019/4/11
    • لایک لایک x 4