متون کوتاه و خواندنی از دانستنی ها، اخبارو وقایع روز و آنچه که شما برای آشنایی نجوم نیاز دارید .

سیاهچاله ها

سیاهچاله ها

سیاهچاله، شوالیه ­ی تاریک کیهان !

ستارگان غول­ پیکر پس از سوزاندن تمام هیدروژن موجود در هسته­ شان، شروع به مصرف هلیوم می­کنند و اتم­ های باقی­مانده را به عناصر سنگین ­تر تبدیل می­کنند. سنگین­ ترین عنصری که در هسته ­ی ستاره تشکیل می­شود، آهن است. درواقع ستاره انرژی لازم را برای همجوشی آهن ندارد. در این لحظات ستاره برای سوزاندن هیدروژن موجود در لایه­ های بیرونی منبسط می­شود. درنهایت با تمام شدن تمام سوخت موجود در ستاره، ستاره بر روی خود فرو می­ریزد و یک انفجار ابرنواختری رخ می­دهد. اگر جرم ستاره­ ی باقی­مانده بیش از ۳ یا ۴ برابر خورشید باشد، هسته تا تشکیل تکینگی گرانشی پیش می­رود؛ این یعنی نقطه­ ای با تمام جرم ستاره­ی اولیه! گرانش این نقطه چنان شدید است که بر تمام نیروهای دیگر غلبه می­کند. تا جایی که نور هم توان گریختن از آن را نداشته باشد. این­گونه است که شوالیه­ ی تاریکی کیهان متولد می­شود.

اما تکینگی چیست؟

در مرکز سیاهچاله و شعاع صفر، مشخصه ­ی جالبی وجود دارد. در این ناحیه انحنای فضا-زمان بی­نهایت و به عبارت دیگر میدان گرانشی بی­نهایت می­شود. به این ناحیه در مرکز سیاهچاله تکینگی گفته می­شود. بر اساس نسبیت عام جرم یک سیاهچاله در تکینگی آن و مکانی با حجم صفر فشرده شده­است. این ادعا به این معناست که چگالی و گرانش این نقطه بی­نهایت است. این گرانش بی­نهایت باعث می­شود که بسیاری از معادلات فیزیکی با مسکل جدی رو به رو شوند.

سیاهچاله چقدر می­تواند بزرگ باشد؟

دانشمندان معتقد هستند که سیاهچاله­ هایی حتی به اندازه ­ی یک اتم نیز وجود دارند اما جرم این سیاهچاله­ های کوچک به اندازه­ ی کوهی بزرگ است!

نوع دیگر سیاهچاله ­ها، سیاهچاله­ های ستاره­ ای نامیده می­شوند. جرم آنان می­تواند تا ۲۰ برابر جرم خورشید باشد. احتمال دارد در کهکشان راه شیری چندین سیاهچاله­ ی ستاره­ای وجود داشته باشد.

بزرگ­ترین سیاهچاله­ ها، ابر سیاهچاله­ ها هستند. این سیاهچاله­ ها بیش از یک میلیون برابر جرم خورشید جرم دارند. دانشمندان اثبات کرده ­اند که هر کهکشان بزرگ حاوی یک ابر سیاهچاله است.

در مرکز کهکشان راه شیری ابرسیاهچاله ­ای با جرم ۴ میلیون برابر جرم خورشید وجود دارد.

دانشمندان چگونه یک سیاهچاله را ردیابی می­کنند؟

همان­طور که گفته شد سیاهچاله ­ها به دلیل گرانش قوی­شان اجازه­ی خروج و فرار نور را نمی­دهند. بنابراین نوری برای دیده شدن سیاهچاله به ما نمی­رسد. با این حال دانشمندان می­توانند اثرات شدید گرانش آن را روی ستارگان و گازهای اطراف مشاهده کنند.

هنگامی که یک سیاهچاله و یک ستاره در نزدیکی یکدیگر در حال چرخش هستند، نوری پر انرژی تولید می­شود. ابزارهای مطالعاتی می­توانند اثرات این نور را دریافت کنند. همچنین گاهی گرانش سیاهچاله می­تواند گازهای خارجی ستاره را به درون خود بکشد. در این لحظه دیسکی در اطراف سیاهچاله تشکیل می­شود که به آن دیسک پیوستگی می­گویند. هم­زمان که گاز از دیسک پیوستگی حرکت مارپیچ خود را به داخل سیاهچاله انجام می­دهد، گاز بسیار گرم می­شود. در نتیجه اشعه ­ی ایکس از تمام جهات منتشر می­شود.

منجمان از اشعه ­ی ایکس منتشر شده برای ردیابی و بررسی سیاهچاله­ ها استفاده می­کنند.

تولد کیهان

تولد کیهان چگونه بوده است ؟

تولد کیهان از ابتدای قرون وسطی تاکنون، توسط نظریات زیادی مورد بررسی قرار گرفته­ است. در فلسفه­ ی قرون وسطایی این سوال پیش آمده­ بود که گذشته ­ی جهان، محدود است یا نامحدود! ارسطو معتقد بود که جهان نامتناهی است و این تفکر با تفکرات فیلسوفان مسلمان و یهود سازگار نبود؛ آن­ها معتقد به وجودی بودند که سرآغاز جهان است.

در سال ۱۲۲۵ دانشمندان انگلیسی تولد کیهان را نتیجه ­ی یک انفجار می­دانستند. آن­ها بیان کردند که سیارات و ستاره ­ها با متبلور شدن ماده پدید آمده­ اند.

در سال ۱۸۴۸، ادگار آلن پو ادعا کرد که جهان در ابتدا به صورت یک  ذره­ ی اولیه بوده ­است و نیروی دافعه­ ای این ذره را به شکل اتم ­های یکسان قطعه قطعه می­کند و تا زمانی که نیروی دافعه متوقف شود، اتم­ ها در تمام فضا گسترش می­ یابند. پس از آن با به وجود آمدن نیروی جاذبه، ماده شروع به جمع شدن می­کند و سیستم­ های ستاره ­ای شکل می­گیرند. این نیروی جاذبه تا زمانی که جهان ما به همان ذره­ ی اولیه برسد، ادامه دارد و سرانجام باعث فروپاشی جهان می­شود.

امروزه می­دانیم که هیچکدام از این نظریه­ ها صحیح نبوده ­اند؛ اما کمک شایانی در شناخت پیرامون ما بوده ­اند.

نظریه ی بیگ بنگ

اکنون مورد قبول­ ترین نظریه نزد دانشمندان، نظریه­ بیگ­ بنگ یا مهبانگ است. این نظریه به تولد جهان و چگونگی آغاز آن می­پردازد. اما ابزارهای فعلی به اخترفیزیکدانان این اجازه را نمی­دهد که به طور تجربی این نظریه را آزمایش کنند. بنابراین بسیاری از آنچه که درمورد مهبانگ می­دانیم، از نظریه­ ها و فرمول­های ریاضی به­دست آمده ­است.

مطابق این نظریه کیهان حدود ۸/۱۳ میلیارد سال پیش، متولد شده ­است. بیشتر منجمان در طول تاریخ آسمان را تغییرناپذیر و ابدی می­دانستند. ادوین هابل در سال ۱۹۲۰، با مشاهدات خود نشان داد که کهکشان­ های دیگر در حال دور شدن از زمین و کهکشان راه ­شیری هستند.

جهان در ابتدا کوچک­تر از یک الکترون بوده ­است و در کسری از ثانیه شروع به متورم شدن می­کند. به دلیل محدودیت­ های علم، نمی­توانیم به طور دقیق لحظه­ای که جهان متولد شده ­است را بررسی کنیم. در حال حاضر اولین لحظه­ ای که دانشمندان پیش­بینی کرده­ اند، ۱۰ ^ ۴۳- ثانیه­  می­باشد. به علت کوچک بودن بیش از حد کیهان در لحظات اولیه، قوانین فیزیک کلاسیک برای آن صدق نمی­کند. مساحت جهان در آن لحظات حدود ۱۰ ^ ۳۳-  سانتی­متر بوده ­است. کیهان شناسان معتقدند که در آن زمان، ماده و انرژی قابل تفکیک نبوده ­اند و چهار نیروی اصلی جهان تنها به یک نیرو محدود بوده اند. تنها چند لحظه پس از بیگ­ بنگ کیهانِ داغ و متراکم، مملو از پروتون، الکترون و نوترون شد. پس از آنکه کیهان کمی خنک شد، اولین هسته­ ها شکل گرفتند. اولین هسته­ ها در ۱۰ ثانیه تا ۲۰ دقیقه­ ی اول شکل گرفته ­اند. همچنین بیشترین هلیوم جهان در همان لحظات تولید شده ­است.

پس از تولید هسته­ ها، عناصر، ایزوتوپ­ ها، بارهای مثبت و منفی و… عصر تاریک کیهان (dark age) شروع شد. این دوره، دوره­ ی اتصال جهانی از گازهای خنثی به جهانی پر از کهکشان و ستاره بوده ­است. به دلیل نبود هیچ ستاره و نوری، این دوره را دوره ­ی تاریک کیهان نامیده ­اند. برای بررسی قدمت دوره­ی تاریک، دانشمندان به دنبال اولین ستارگان متولد شده هستند.

تاکنون نظریه­ی مهبانگ، سربلندترین نظریه در بین نظریه­ های تولد جهان بوده­ است و کماکان اخترفیزیکدانان در تلاش برای اثبات تجربی این نظریه هستند.