سیاهچاله ها از تخیل تا واقعیت

اگر باورپذیر بودن پدیده ای را بر اساس دیدن و مشاهده فیزیکی آن قرار دهیم، سیاهچاله ها قطعا غیر قابل باور هستند.

با زیر نظر داشتن کهکشان راه شیری توسط اختر شناسان، آنان دریافتند که ستاره هایی وجود دارند که به دور یک شیء نامرئی به سرعت در حال چرخشند. آن ها با بررسی بیشتر رفتار مداری ستارگان پی بردند که در مرکز کهکشان یک سیاهچاله (black hole) عظیم وجود دارد که ۲۶ هزار سال نوری از زمین فاصله دارد و این فاصله آنقدر امن هست که تهدیدی از سوی این غول شکست ناپذیر برای ما وجود نداشته باشد.

تعریف سیاهچاله

57550453

سیاهچاله‌ ها اجرام فضایی دارای شعاع بسیار کم (در حدود یک دهم شعاع زمین) و جرم بسیار زیاد هستند (بیش از ۵ برابر جرم خورشید). برای مثال جسمی به اندازه ی یک قوطی کبریت از سیاه چاله، ۱۰ میلیارد تن وزن دارد.

زمانی که یک ستاره تمام سوختش را به مصرف برساند، جاذبه غلبه می کند و ستاره ناپایدار شده، شروع به منفجر شدن می کند، ستاره و در نهایت اتم هایش به داخل خود فرو می ریزند و در نهایت به سیاه چاله ای تبدیل می شود که دارای چگالی بی نهایت و حجم بسیار ناچیز است و میدان مغناطیسی بسیار قوی دارد.

سیاهچاله اشتهای عجیبی در بلعیدن هرچیزی که به سمتش برود دارد، بنابراین هر جرم با انرژی سرگردانی که به یک سیاه چاله‌ نزدیک شود (در داخل فاصله معینی که افق آن خوانده می ‌‌شود)، به طور مقاومت ناپذیری به درون گرداب، که همان سیاهچاله است کشیده می ‌‌شود.

به عبارت ساده تر در طول دوره زندگی ستارگان، آن ها موجودیت خود را تغییر می دهند. این تغییر میلیون ها سال طول می کشد. یکی از آن ها تبدیل شدن به سیاه چاله است که یکی از عجایب همچنان رمزآلود کیهان و اخترشناسی است.

چرا سیاهچاله؟                              blackhole-1

این که چرا به این غول های کهکشان سیاهچاله می گویند به این دلیل است که اگر در یک سیاهچاله گیر کنید، دیگر راه فراری نخواهید داشت. سرعت فرار از یک سیاه چاله بیش از ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه (یا ۱۸۶۰۰۰ مایل در ساعت) باید باشد، پس اگر بخواهیم از آن فرار کنیم، باید سرعتی بیش از این مقدار داشته باشیم. سرعت نور ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه است، بنابراین نور نیز نمی تواند از سیاهچاله ها فرار کند، پس این سیاهچاله ها به رنگ سیاه هستند یا بهتر است بگوییم آن ها به طور مستقیم قابل رویت و دیدن نیستند. سیاهچاله ها وجود خود را به واسطه گرانش و جاذبه فوق قوی شان نشان می دهند.

بیشتر بخوانید:

حقایقی در مورد عطارد، سیاره نزدیک به خورشید

ده حقیقت در مورد تلسکوپ هابل

تولد یک ستاره

همه ستاره ها به سیاهچاله تبدیل می شوند؟

تنها ستارگانی که جرمشان بیش از ۳ برابر خورشید باشد به سیاهچاله تبدیل می شوند. یعنی همه ستارگان به سیاهچاله تبدیل نخواهند شد، اگر ستاره ای جرمش کم تر از ۱.۴ بار بزرگتر از خورشید باشد، به کوتوله سفید تبدیل می شود و ستاره ای که ۱.۴ تا ۳ برابر خورشید جرم داشته باشد، تبدیل به ستاره نوترونی می شود.

پایان عمر یک سیاهچاله

مرگ سراغ هیولاها هم می آید. استیون هاوکینز (فیزیکدان نظری، کیهان‌شناس و نویسندهٔ بریتانیایی و مدیر  سابق تحقیقات مرکز کیهان‌شناسی نظری در دانشگاه کمبریج) در دهه ۱۹۷۰ میلادی اکتشافات بسیار بزرگی در این حوزه انجام داد از جمله این که وی اعتقاد دارد سیاهچاله ها نیز هر چند اندک ولی تابش می کنند و با گذشت زمان، از هم فرو می پاشند و تبخیر می شوند.  تابش هاوکینگ تابشی است که در افق رویداد سیاهچاله اتفاق می افتد، یعنی چیزی از درون سیاهچاله به بیرون تابیده نمی شود. بلکه در مرز افق رویداد، به علت سرعت بالا و حضور جرم سنگین، ذرات به ماده و پادماده تبدیل می شوند، ماده به بیرون پرتاب شده و پادماده در جهت عکس به درون سیاهچاله پرت می شود.
به مرور زمان اگر سیاهچاله ماده ای را جذب نکند و اگر فقط این پادماده ها به درون سیاهچاله بیفتند، می توانند ماده سیاهچاله را از بین برده و باعث مرگ آن شوند.
در مورد سیاهچاله های کیهانی این اتفاق بیشتر از عمر تمام عالم طول خواهد کشید، اما در مورد میکروسیاهچاله ها که کل جرمشان نهایتا به اندازه یک الکترون هست، این اتفاق موجب از بین رفتن جرم الکترون مرکزی سیاهچاله می شود که به آن مرگ سیاهچاله می گوییم.
به طور کلی در دنیا برای ستارگان تولد و مرگ تعریف می شود، اما برای سیارات واژه مرگ به کار برده نمی شود، چون مانند ستاره ها پویا نیستند، مرگ یک سیاره زمانی است که توسط ستاره خود یا چیز دیگری بلعیده شود، چرا که خود به تنهایی انفعالاتی ندارد که موجب نابودی اش شود.
در مورد سیاهچاله ها نیز همینطور است، سیاهچاله ها انفعالاتی ندارند که منجر به مرگ آنان شود، مگر آنکه تحت شرایطی قرار بگیرند که جرم از افق رویدادشان رد نشده و فقط در مرز آن بچرخد، در این صورت به مرور و در زمانی که بیشتر از عمر کل عالم طول می کشد از بین خواهند رفت.

البته این گفته هاوکینز بعلت اینکه هنوز اثبات نشده، بعنوان یک فرضیه باقی مانده است. استیون هاوکینگ با استفاده از فرمول معروف اینشتین، E=MC² این ایده را پیشنهاد می کند که هنگامی که انرژی سیاهچاله کمتر می شود، در نتیجه به تبع جرم آن نیز کمتر و کمتر می شود و در نهایت از بین می رود.

گروه علمی آموزشی شباهنگ با هدف اعتلای هر چه بیشتر آموزش و پرورش و رشد خلاقیت، به ارائه خدمات آموزشی در جهت شناسایی و ترویج مفاهیم آموزشی از جمله نجوم آماتوری با استفاده از آسمان نمای دیجیتال سیار، برگزاری تورهای رصدی در مدارس و دانشگاه ها، کلاس آزمایش های مهیج، کلاس پزشک کوچک (زیست شناسی و آناتومی بدن)، کارگاه های ساخت هواپیما موتورکشی و هواپیما مدل، کارگاه های تفریحی از جمله پخت پنکیک، کاسه شکلاتی و … پرداخته است. شباهنگ این افتخار را دارد که در برگزاری انواع مختلفی از کلاس ها و کارگاه های علمی، آموزشی و تفریحی با مدارس و مراکز آموزشی و پژوهشی همکاری داشته باشد.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *