فرمتWORD

تعداد صفحه:90

بخش هایی از مقاله:

مقدمه
يكى از نخستين حل هاى معادله اينشتين را فيزيك پيشه منجمى به نام كارل شوارتس شيلد به دست آورد. شوارتس شيلد

متريك اطراف يك كره مثلاً اطراف يك ستاره را به دست آورد. اين متريك كه امروزه متريك شوارتس شيلد نام دارد، خاصيت

بسيار عجيبى دارد: اگر شعاع ستاره از حدى كوچك تر شود، ديگر حتى نور هم از آن نمى تواند بيرون بيايد. در اين حالت ستاره تبديل

به شىء عجيبى مى شود كه سياهچاله نام گرفته است. درك فيزيك سياهچاله ها يكى از چالش هايى است كه فيزيك پيشه ها

بيش از نيم قرن است با آن دست و پنجه نرم مى كنند. امروزه تقريباً اكثر اخترفيزيك پيشه هاى فعال اعتقاد دارند كه در دنيا از

جمله در مركز كهكشان راه شيرى سياهچاله هست.

تاریخچه سیاهچاله ها

پس از آنکه مکانیک نیوتنی تحت عنوان مکانیک آسمانی در شناخت جهان مورد استفاده قرار گرفت، یکی از موارد مورد توجه

سیاه چاله ها بود. نخستین بار در سال 178 جان میشل طی مقاله ای سرعت فرار را با اطلاعات آن روز محاسبه کرد و اظهار داشت

اگر گرانش چنان قوی باشد که سرعت فرار در آنجا بیش از سرعت نور باشد، نور نمی تواند از آنجا بگریزد. البته در آنزمان بطور تقریبی

سرعت نور را می داننستد، ولی حد سرعت، سرعت نور نبود. زیرا در مکانیک نیوتنی سرعت نامتناهی قابل قبول بود.

در سال 1796 لاپلاس همان نظریه ی جان میچل را دو باره مطرح کرد. در اواخر قرن نوزدهم سرعت نور کاملاً معلوم و اندازه گیری شد.

در سال 1915 انیشتین نظریه نسبیت عام را مطرح کرد و نشان داد که گرانش روی روی اثر دارد. چند ماه بعد کارل شوارتسشیلد با

حل معادله میدان انیشتین برای یک جرم نقطه ای، اظهار داشت از نظر تئوری سیاه چاله ها وجود دارند. شعاعی که نور نمی تواند از

آنجا خارج شود به نام شعاع شوارتسشیلد شناخته می شود و از رابطه ی زیر به دست می آید. چند ماه بعد از شوارتسشیلد یکی از

دانشجویان لورنتس به نام ژوهانس دروست، به همان نتایج شوارتسشیلد رسید.

در 1920 چاندرازخار که از شاگردان ادینگتون بود با استفاده از نسبیت خاص نشان داد که اگر سرعت فرار بخواهد بیش از سرعت نور

باشد، جرم جسم باید حداقل 1.44 برابر جرم خ.رشید باشد. این عدد امروزه به عنوان حد چاندرازخار شناخته می شود. ادینگتون با

دست آورد وی مخالف کرد و آن را نا درست خواند. در 1939 اپنهایمر و اسنادر پیش بینی کردند که یک ستاره پر جرم در اثر گرانش

فرو می ریزد و به سیاه چاله تبدیل می شود. همزمان با آغاز جنگ جهانی دوم، مسئله سیاه چاله ها به فراموشی سپرده شد. در دهه ی

1960 دوباره نظریه سیاه چاله ها و راه حل شوارتسشیلد و فروپاشی گرانشی مورد توجه فیزیکدانان قرار گرفت.

در سال 1971 استفن هاوکینگ عنوان کرد که این واقعه بوجود آمدن سیاهچاله‌ها هنگامی که جهان نخستین انفجار بزرگ خود را آغاز

کرد اتفاق افتاده است. هنگامی که تمامی مواد تشکیل دهنده جهان منفجر شد، مقداری از این مواد آن چنان به هم فشرده شدند

که تبدیل به سیاهچاله گشتند. وزن برخی از این سیاهچاله‌ها ممکن است به اندازه وزن یک سیاره کوچک و یا از آن کمتر باشد و وی

آنها را سیاهچاله کوچک نامید.

سیاهچاله

نگاره‌ای تخیلی از صفحه تجمع پلاسمای داغ بر گِرد یک سیاهچاله (برگرفته از ناسا).

سیاهچاله‌ها اجرام فضایی دارای شعاع بسیار کم (در حدود یک دهم شعاع زمین) و جرم بسیار زیاد می‌‌باشند (بیش از ۱.۴ برابر جرم

خورشید). یکی از خصوصیات آن‌ها گرانش زیاد آن‌ها است که حتی نور را هم در خود جذب می‌‌کند.(این برداشت که نور جذب سیاه

چاله‌ها می‌شود کاملاً غلط است چون در نظریه نسبیت عام اینشتین گفته شده است که فضا-زمان به علت وجود ماده انحنا پیدا

می‌کند که در سیاه چاله‌ها حتی انحنا باعث ناپیوستگی در فضا زمان می‌شود و چون نور در این فضا-زمان حرکت می‌کند به ناچار وارد

سیاه چاله می‌شود) گفتنی است این سیاهچاله‌ها از فرو پاشی (Collapse) ستارهای نوترونی و پس از آنکه هسته اتمها در آن به

قدری بزرگ شدند که نیروی گرانش دیگر نتواند انرژی لازم برای جوش هسته‌ای را در آنها تأمین کند به وجود می‌‌آیند.

سیاهچاله‌ها جذاب‌ترین و اسرارآمیزترین اشیاء فضایی هستند. مهم‌ترین یافته‌های اخترشناسی سالهای ۱۹۶۰ تپ‌اخترها و اخترنماها

هستند. تپ اخترها منابع رادیویی و (حداقل در یک مورد) منبع نوری تپنده منظم هستند. اختر نماها منابع نوری و رادیویی بسیار

شدیدی هستند که ظاهراً از زمین فاصله زیادی دارند. کشف تپ اخترها و اخترنماها بیشتر در نتیجه پیشترفتهای اخترشناسی رادیویی

تحقق یافت که در سالهای ۱۹۷۰ منجر به جستجوی طبقه تازه‌ای از اشیای آسمانی شد که عجیب‌ترین پدیده‌های فیزیکی در جهانند.

این پدیده ها، سیاهچاله‌ نامیده می‌‌شوند. آنها را از این رو به این نام خوانده‌اند که بی نورند و چون یک جاروبرقی اختری، ماده و انرژی

را از فضا می‌‌مکند. اخترفیزیکدانان، سیاهچاله‌ها را که بسیار کوچکند، آخرین مرحله تاریخ رندگی ستارگان بسیار بزرگ می‌‌دانند.

دانشمندان، سیاهچاله‌ها را که بر اثر نیروی گرانش خودشان فرومی‌پاشند، از نظریه نسبیت عمومی آلبرت اینشتین استنتاج کرده اند.

نظریه اینشتین در نظریه جاذبه (گرانش) نیوتون کاملاً تجدید نظر کرده است. اگر یک سیاهچاله‌ در فضای خارجی کشف شود. این

رویدادها برای فیزیک و اختر‌شناسی با اهمیت خواهد بود. فیزیک کلاسیک نمی‌تواند سیاهچاله‌ را تبیین کند. اگر یک سیاهچاله‌ وجود

داشته باشد، نسبیت عمومی به طور واقعی مورد تایید قرار خواهند گرفت.