سیاهچاله

سیاهچاله ها مناطقی از فضا می باشند که نیروی گرانشی در آنجا به قدری زیاد است که هیچ چیز نمی تواند از آن منطقه بگریزد. سیاهچاله ها قابل رؤیت نیستند و در واقع نامرئی هستند زیرا حتی نور نیز در دام آنها گرفتار می شود. تشریح بنیادی سیاهچاله ها بر اساس معادلات موجود در تئوری نسبیت عام آلبرت اینشتین مطرح شد. این تئوری در سال 1916منتشر گردید.

خصوصیات سیاهچاله ها

نیروی گرانش نزدیک یک سیاهچاله بسیار قوی است چرا که همه ذرات سیاهچاله در یک نقطه در مرکز آن متمرکز شده اند. فیزیک دانان به این نقطه، تکنیگی (1)می گویند و بر این باور که اندازه ی آن از هسته یک اتم نیز کوچک تر است .
به سطح یک سیاهچاله افق رویداد می گویند این سطح یک سطح معمولی قالب دیدن یا لمس کردن نیست.در افق رویداد، کشش نیروی گرانش بی نهایت قدرتمند است. یک شی 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 یک سیاهچاله شعاع افق رویداد را اندازه می گیرند شعاع یک سیاهچاله برحسب کیلومتر برابر است با سه برابر جرم خورشیدی اجرام موجود در سیاهچاله.جرم خورشید برابر است با یک جرم خورشیدی .
هیچ سیاهچاله ای به طور دقیق هنوز کشف نشده. دانشمندان برای اثبات اینکه یک جرم فشرده یک سیاهچاله است بایستی اثراتی را اندازه گیری کند که تنها یک سیاهچاله قادر به اعمال و ایجاد آنها می باشد. انحنای شدید موج نور و کند شدن بیش از حد زمان می توانند دو نمونه از آثار وجود یک سیاهچاله باشند. اما ستاره شناسان اجرام فشرده ای را پیدا کرده اند که با کمی تردید می توان آنها را سیاهچاله فرض نمود و ادامه این مطلب نیز بر اساس این یافته ها می باشد.

تشکیل سیاهچاله ها

طبق نظریه نسبیت عام یک سیاهچاله 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 ی دیگر قادر به تحمل وزن خود نیست در نتیجه مرکز ستاره دچار فروریختگی می شود. اگر جرم مرکزستاره بیش از سه برابرجرم خورشید باشد، ظرف کمتر از یک ثانیه درون نقطه تکنیگی فرو می رود.

سیاهچاله های کهکشانی

اغلب ستاره شناسان بر این باورند که کهکشان راه شیری که کهکشانی که منظومه ی شمسی ما در آن قرار گرفته شامل میلیون ها سیاهچاله است. دانشمندان تعدادی از آنها را در راه شیری پیدا کرده اند این اجرام در ستاره های دوتایی که اشعه ایکس صادر می کنند می باشند.
در یک ستاره دوتایی که شامل یک سیاهچاله و یک ستاره معمولی است، ستاره در فاصله نزدیکی از سیاهچاله در گردش است. در نتیجه، سیاهچاله ها گازهای ستاره را به شدت به درون خود فرو می برد و زایش 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 دوتایی شامل سیاهچاله می باشد:1)هر دوتایی 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 سیاهچاله و یا جرمی با فشردگی کمتر یعنی ستاره نوترونی باشد،2)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 سیاهچاله عظیم الجثه در مرکز خود می باشد. گمان می رود جرم هر یک از این سیاهچاله ها میلیارد ها سال پیش در اثرگازهای متمرکز شده در مرکز کهکشان ها تولید شده باشند مظنون می باشد.
دلایلی قطعی وجود یک سیاهچاله عظیم الجثه در مرکز کهکشان راه شیری را اثبات می کند. ستاره شناسان معتقدند که این سیاهچاله یک منبع عظیم انتشار امواج رادیویی است. مهم ترین دلیل برای این که ثابت نماید این یک سیاهچاله عظیم الجثه است، سرعت حرکت ستاره ها به دور آن است. سریع ترین ستاره که تا به حال در کهکشان راه شیری مشاهده شده هر15/2سال یک بار به دور این سیاهچاله با سرعت 5000 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.

پی نوشت ها :

1_Singularity

منبع: - ، (1387)، شناخت فضا و منظومه شمسی ،الهام سجادی فر، تهران، [بی نا]، چاپ دوم1389.