سیاه چاله ها

یکی از شگفت انگیزترین زیبایی های فضا وجود حفره هایی سیاه در آن است. مکانهایی که بر اثر جاذبه بی نهایتش حتی خود نیز با آن سرعت شگفت انگیزش قابل گریز نیست و هرچه در آن وارد شود دیگر خارج نمی شود. به این چاله های جالب و پر از شگفتی نام سیاه چاله داده اند.
طبق قانون نیوتن هر جرمی دارای نیروی جاذبه است که تعداد آن با مجذور فاصله اش رابطه معکوس دارد.
برطبق نظریه لاپلاس که در سال ۱۷۹۵ مطرح شد: اگر جسمی آن قدر فشرده شود که شعاع آن از cm/c۲ ۲ کمتر شود هیچ جسمی نمی تواند به پای سرعت آن برسد حتی نور.
انیشتین در تئوری نسبیت خود که در اواخر سال ۱۹۱۵ مطرح شد وجود این سیاه چاله ها را عنوان کرد اما اثبات فیزیکی آن تا سال ها امکانپذیر نبود. بر طبق این تئوری زمان به عنوان یک بعد مورد شناسایی واقع شد و با به کارگیری این تئوری نور امکان گریز از حفره ها را به دلیل داشتن بعد ندارد و لذا چنین اجسامی قابل رؤیت نیستند، به طور ساده تر می توان گفت که سیاه چاله ها قسمتی از فضا هستند که جرم متمرکز بسیارزیادی دارند و در صورت وارد شدن جسمی به آن ها هیچ گونه احتمالی برای خروج آن جسم وجود ندارد. تا به امروز بهترین تئوری برای جاذبه سیاه چاله ها تئوری نسبیت انیشتین است که با به کارگیری این تئوری امکان ساده سازی معمای سیاه چاله ها وجود دارد.
● تاریخچه
شروع اولیه مطالعه چگالی سیاه چاله ها در اوایل قرن ۱۸ آغاز شد و برای نخستین بار شوارتسشیلر موفق به حل معادله ای شد که درمورد یک شیء بحث می کرد وبعدها اشنایدر و ولکف متوجه وجود سیاه چاله ها شدند. آنها بیان کردند که وقتی ستارگان پرجرم سوخت خود را به طور کامل از دست بدهند با غلبه بر نیروی جاذبه خودشان به درون خود کشیده شده و یک سیاه چاله تولید می شود.
● اجرام آسمانی
سیاه چاله را می توان قسمتی از فضا دانست که جرم بسیار زیادی در آن متمرکز شده و هیچ جرمی نمی تواند از گرانش حاصل از سیاه چاله ها در مجاورت آن بگریزد. سرعت گریز سیاره به جرم آن وابسته است اگر سیاره چگال باشد دارای گرانش قوی خواهد بود و لذا سرعت گریز آن بالاتر می رود. اما یک سیاره سبک تر سرعت گریز کمتری خواهد داشت. این سرعت گریز به فاصله از مرکز سیاره نیز وابسته است. یعنی هرچه مرکز سیاره نزدیک تر باشد سرعت گریز شما بیشتر خواهد شد.
با توجه به تئوری نسبیت عام انیشتین، گرانش موجب خمیدگی در فضا - زمان خواهد شد و با توجه به این که اجرام چگال دارای گرانش هستند موجب خمیدگی در فضا و زمان می شوند، در کنار سیاه چاله خمیدگی فضا به مراتب بیشتر است و همین امر سبب می شود که سیاه چاله خواص جالبی داشته باشد ازجمله این که اگر به آن نزدیک شوید بدون هیچ توقفی و بدون هیچ اختیاری به سمت مرکز سیاه چاله کشیده خواهید شد.
● ستاره
هر ستاره در واقع گوی آتشین و بزرگی است که انرژی آن از واکنش هسته ای که در مرکزش انجام می شود، تأمین می گردد. در اثر این واکنش ها مقدار زیادی فشار و گرما تولید می شود، یک ستاره زمانی متولد می شود که دو یا چند ابر بزرگ گازی به سوی هم کشیده شود که این امر خود سبب تشکیل هسته اولیه ستاره می شود. این ابرها با چنان نیروی فوق العاده ای به هم نزدیک می شوند که می توانند سبب شروع واکنش های هسته ای در فضا شوند، در اثر برخورد ۲تکه ابر واکنش های گداخت هسته ای آغاز می شود که در آن دو اتم به هم پیوسته و تشکیل اتم جدیدی را می دهند که در اثر این فرایند انرژی فراوانی رها می شود. این فعالیت تنها تا زمانی ادامه دارد که سوخت هسته ستاره به پایان برسد و پس از پایان سوخت ستاره نیروی گرانش آن به نیروی به سمت خارج آن غلبه کرده و ستاره به درون خود فرو می رود و پس از یک انفجار درونی بزرگ ستاره ای که به آن کوتوله سفید می گویند، تشکیل می شود، پس از تشکیل کوتوله سفید، سیاه چاله پدید خواهدآمد که نیروی جاذبه آن شروع به کشیدن گرد و غبار اطراف و هرچیزی که پیرامونش باشد به داخل سیاه چاله می کند. این امر سبب افزایش قدرت سیاه چاله شده و طبیعتاً جرم آن را افزایش خواهد داد.
● کهکشان
ستاره که کره ای از گازهای سوزان و پرانرژی است و در مغز چگال ابرهای مولکولی متولد می شود و فضای خالی بین ستارگان را گازهای میان ستاره ای پرکرده است که از هیدروژن تشکیل یافته و همین گازها بستر مناسبی برای تولد ستارگان است.
میلیاردها سال پیش توده های بزرگ ماده عالم اولیه بر اثر گرانش بسیار بالای خود در هم تنیده شد و سبب تشکیل کهکشان گردید. در درون هر کهکشان میلیاردها ستاره وجود دارد که بعضی از آن ها ده ها بار بزرگتر از خورشید هستند. بیشتر کهکشان ها در خوشه های به هم بسته ای با گرانش متشکل از یک یا هزاران کهکشان مجتمع شده اند. این ستارگان می توانند به صورت خوشه های کروی و باز در محیطی دور هم جمع شده و شروع به رشد و نمو کنند، درزمان های قدیم تصور دانشمندان این بود که فضای میان کهکشان ها خلأ کامل است. اما دانشمندان با یافته های جدید خود به این نتیجه رسیدند که فضای میان کهکشانی خالی نبوده و اجرام بسیاری در فضای میان کهکشانی وجود دارد.بزرگ ترین کهکشان دارای یک تریلیون و کوچک ترین کهکشان دارای ۱۰میلیون ستاره است.

وحید ارجمند

منبع : روزنامه ایران