باشگاه ها
موضوعات داغ

سیزدهمین باشگاه نجوم آوای کیهان

از نسبیت تا سیاهچاله:
نسبیت بر خلاف آنچه اغلب تصور می‌شود خیلی قبل‌تر از آلبرت انیشتین و توسط گالیله شروع شده بود. این گالیله بود که قانون جمع سرعت‌ها و همچنین نسبی بودن سرعت اجسام را پیشنهاد داد. انیشتین این قانون گالیله را تکمیل کرد و اصول جدیدی به آن اضافه کرد. از جمله،

  • ثابت بودن سرعت نور.
  • تفاوت گذر زمان برای اجسامی که با سرعت متفاوت(نسبت به هم) حرکت می‌کنند.
  • تفاوت گذر زمان برای اجسامی که در میدان‌های گرانشی متفاوت(نسبت به هم) قرار دارند.
  • یکی بودن جرم گرانشی و جرم لختی.
  • یکسان بودن قوانین فیزیک در همه جای جهان.
    این اصولی که بیان شد همچنان به عنوان اصول مهم در محاسبات پدیده‌های فیزیک مدرن استفاده می‌شوند.

سال ۱۹۰۵ را سال شگفت انگیز آلبرت انیشتین می‌دانند. چرا که او در این سال ۴ مقاله مهم منتشر کرد که دوتای آن‌ها درباره‌ی نسبیت و دو مقاله‌ی دیگر در مورد اثبات وجود مولکول‌ها و معرفی فوتون به عنوان ذره نور بودند.
نسبیت عمومی را انیشتین در سال ۱۹۱۵ کامل کرد و کمتر از یک سال از انتشار مقاله‌ی او، کارل شواتزشیلد نامه‌ای به او فرستاد که طی آن اولین پاسخ را به معادله نسبیت عمومی انیشتین ارایه کرد. این پاسخ مدلی از یک جرم بود که نه چرخش داشت و نه بار. اما یک تکینگی در مرکز آن به چشم می‌خورد.بعدها مدل‌های دیگری با جرم چرخان یا باردار پیدا شد که خواص مرموزی داشتند. جان ویلر نام این جرم مرموز را سیه‌چال گذاشت. ما اکنون آن‌ها را با نام سیاهچاله می‌شناسیم. جان ویلر همچنین پایه‌گذار قانونی بود که بیان می‌کرد سیاهچاله‌ها در اصطلاح مو ندارند. به این معنی که سیاهچاله‌ها را فقط می‌توان با سه مولفه‌ی جرم، چرخش و بار الکتریکی شناخت. اما با پیدا شدن نظریات جدید توسط استفان هافکینگ و بکنستاین، سیاهچاله‌ها نه تنها داری دما و انتروپی هستند بلکه تابش هم دارند که با نام تابش هافکینگ شناخته می‌شود. هم‌چنین هافکینگ بعدها نشان داد که سیاهچاله‌ها در پایان عمر خود تبخیر می‌شوند.
سیاهچاله‌ها انواع مختلفی دارند که به آن‌ها اشاره می‌کنیم،

  • سیاهچاله‌های ستاره‌ای که در پایان عمر یک ستاره به وجود می‌آیند (جرم هسته‌ی ستاره از ۵ برابر جرم خورشید بیشتر باشد).
  • ابرسیاهچاله‌ها که در مرکز کهکشان‌ها یافت می‌شوند و بین چند میلیون تا چند میلیارد جرم خورشید را دارند.
  • سیاهچاله‌های جرم متوسط که جرمی چندهزار برابر جرم خورشید را دارند.
  • ریزسیاهچاله‌ها(سیاهچاله‌های کوانتومی یا میکرو سیاهچاله‌ها) که توسط استفان هافکینگ به احتمال وجودشان پی برده شد. این سیاهچاله‌ها چون در نظریه‌ی کوانتومی پدیدار می‌شوند به عنوان سیاهچاله‌های کوانتومی نیز شناخته می‌شوند.
  • سیاهچاله‌های نخستین که در شکل ابتدایی کیهان می‌توانستند شکل بگیرند. این سیاهچاله‌ها هم اکنون از موضوعات بسیار مطرح روز هستند.

سیاهچاله اگر چرخان نباشد ساختار نسبتا ساده‌تری دارد. هافکینگ نشان داده است که همه‌ی سیاهچاله‌هایی که از فروریختن ستاره‌های پرجرم شکل می‌گیرند افق رویداد دارند. افق رویداد مرزی است که دیگر حتی نور هم وقتی از آن عبور کرد نمی‌تواند از سیاهچاله بگریزد و ناگزیر به سمت تکینگی(مرکز سیاهچاله) حرکت می‌کند. سیاهچاله‌های چرخان منطقه‌ای به نام ارگوسفر دارند که خارج از افق رویدادشان است. در این منطقه هیچ جسمی نمی‌تواند ثابت باشد. فیزیکدانی به نام پنروز همچنین پیشنهاد داد که امکان دارد که جسمی که وارد ارگوسفر می‌شود از سیاهچاله انرژی بگیرد و به این صورت چون انرژی همان جرم است (نسبیت خاص انیشتین) سیاهچاله به صورت غیر مستقیم جرم از دست می‌دهد.
سفیدچاله‌ها دقیقا معکوس زمانی سیاهچاله‌ها هستند که در معادلات ریاضی پدیدار می‌شوند. وجود این اجرام در جان ما می‌تواند قانون دوم ترمودینامیک(انتروپی کاهش نمی‌یابد) را نقض کند. سفیدچاله‌ها هم مانند سیاهچاله‌ها افق رویداد دارند اما هیچ جسمی نمی‌تواند از افق رویداد آن‌ها وارد فضای داخلیشان بشود. بنا به دلایل فیزیکی پنروز پیشنهاد داد که سفیدچاله‌ها نمی‌توانند از فروریختن ستاره‌های پر جرم شکل بگیرند. البته این قانون همچنان اثبات ریاضی ندارد و همچنان می‌تواند تغییر یابد.

برچسب ها

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

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

Solve : *
30 − 3 =


دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن