Iran Newspaper - دانش

] وحيد ارجمند[

يكى از شگفت انگيزترين زيبايى هاى فضا وجود حفره هايى سياه در آن است. مكانهايى كه بر اثر جاذبه بى نهايتش حتى خود نيز با آن سرعت شگفت انگيزش قابل گريز نيست و هرچه در آن وارد شود ديگر خارج نمى شود. به اين چاله هاى جالب و پر از شگفتى نام سياه چاله داده اند.
طبق قانون نيوتن هر جرمى داراى نيروى جاذبه است كه تعداد آن با مجذور فاصله اش رابطه معكوس دارد.
برطبق نظريه لاپلاس كه در سال ۱۷۹۵ مطرح شد: اگر جسمى آن قدر فشرده شود كه شعاع آن از cm/c2 ۲ كمتر شود هيچ جسمى نمى تواند به پاى سرعت آن برسد حتى نور.
انيشتين در تئورى نسبيت خود كه در اواخر سال ۱۹۱۵ مطرح شد وجود اين سياه چاله ها را عنوان كرد اما اثبات فيزيكى آن تا سال ها امكانپذير نبود. بر طبق اين تئورى زمان به عنوان يك بعد مورد شناسايى واقع شد و با به كارگيرى اين تئورى نور امكان گريز از حفره ها را به دليل داشتن بعد ندارد و لذا چنين اجسامى قابل رؤيت نيستند، به طور ساده تر مى توان گفت كه سياه چاله ها قسمتى از فضا هستند كه جرم متمركز بسيارزيادى دارند و در صورت وارد شدن جسمى به آن ها هيچ گونه احتمالى براى خروج آن جسم وجود ندارد. تا به امروز بهترين تئورى براى جاذبه سياه چاله ها تئورى نسبيت انيشتين است كه با به كارگيرى اين تئورى امكان ساده سازى معماى سياه چاله ها وجود دارد.
تاريخچه
شروع اوليه مطالعه چگالى سياه چاله ها در اوايل قرن ۱۸ آغاز شد و براى نخستين بار شوارتسشيلر موفق به حل معادله اى شد كه درمورد يك شىء بحث مى كرد وبعدها اشنايدر و ولكف متوجه وجود سياه چاله ها شدند. آنها بيان كردند كه وقتى ستارگان پرجرم سوخت خود را به طور كامل از دست بدهند با غلبه بر نيروى جاذبه خودشان به درون خود كشيده شده و يك سياه چاله توليد مى شود.
اجرام آسمانى
سياه چاله را مى توان قسمتى از فضا دانست كه جرم بسيار زيادى در آن متمركز شده و هيچ جرمى نمى تواند از گرانش حاصل از سياه چاله ها در مجاورت آن بگريزد. سرعت گريز سياره به جرم آن وابسته است اگر سياره چگال باشد داراى گرانش قوى خواهد بود و لذا سرعت گريز آن بالاتر مى رود. اما يك سياره سبك تر سرعت گريز كمترى خواهد داشت. اين سرعت گريز به فاصله از مركز سياره نيز وابسته است. يعنى هرچه مركز سياره نزديك تر باشد سرعت گريز شما بيشتر خواهد شد.
با توجه به تئورى نسبيت عام انيشتين، گرانش موجب خميدگى در فضا - زمان خواهد شد و با توجه به اين كه اجرام چگال داراى گرانش هستند موجب خميدگى در فضا و زمان مى شوند، در كنار سياه چاله خميدگى فضا به مراتب بيشتر است و همين امر سبب مى شود كه سياه چاله خواص جالبى داشته باشد ازجمله اين كه اگر به آن نزديك شويد بدون هيچ توقفى و بدون هيچ اختيارى به سمت مركز سياه چاله كشيده خواهيد شد.
ستاره
هر ستاره در واقع گوى آتشين و بزرگى است كه انرژى آن از واكنش هسته اى كه در مركزش انجام مى شود، تأمين مى گردد. در اثر اين واكنش ها مقدار زيادى فشار و گرما توليد مى شود، يك ستاره زمانى متولد مى شود كه دو يا چند ابر بزرگ گازى به سوى هم كشيده شود كه اين امر خود سبب تشكيل هسته اوليه ستاره مى شود. اين ابرها با چنان نيروى فوق العاده اى به هم نزديك مى شوند كه مى توانند سبب شروع واكنش هاى هسته اى در فضا شوند، در اثر برخورد ۲تكه ابر واكنش هاى گداخت هسته اى آغاز مى شود كه در آن دو اتم به هم پيوسته و تشكيل اتم جديدى را مى دهند كه در اثر اين فرايند انرژى فراوانى رها مى شود. اين فعاليت تنها تا زمانى ادامه دارد كه سوخت هسته ستاره به پايان برسد و پس از پايان سوخت ستاره نيروى گرانش آن به نيروى به سمت خارج آن غلبه كرده و ستاره به درون خود فرو مى رود و پس از يك انفجار درونى بزرگ ستاره اى كه به آن كوتوله سفيد مى گويند، تشكيل مى شود، پس از تشكيل كوتوله سفيد، سياه چاله پديد خواهدآمد كه نيروى جاذبه آن شروع به كشيدن گرد و غبار اطراف و هرچيزى كه پيرامونش باشد به داخل سياه چاله مى كند. اين امر سبب افزايش قدرت سياه چاله شده و طبيعتاً جرم آن را افزايش خواهد داد.
كهكشان
ستاره كه كره اى از گازهاى سوزان و پرانرژى است و در مغز چگال ابرهاى مولكولى متولد مى شود و فضاى خالى بين ستارگان را گازهاى ميان ستاره اى پركرده است كه از هيدروژن تشكيل يافته و همين گازها بستر مناسبى براى تولد ستارگان است.
ميلياردها سال پيش توده هاى بزرگ ماده عالم اوليه بر اثر گرانش بسيار بالاى خود در هم تنيده شد و سبب تشكيل كهكشان گرديد. در درون هر كهكشان ميلياردها ستاره وجود دارد كه بعضى از آن ها ده ها بار بزرگتر از خورشيد هستند. بيشتر كهكشان ها در خوشه هاى به هم بسته اى با گرانش متشكل از يك يا هزاران كهكشان مجتمع شده اند. اين ستارگان مى توانند به صورت خوشه هاى كروى و باز در محيطى دور هم جمع شده و شروع به رشد و نمو كنند، درزمان هاى قديم تصور دانشمندان اين بود كه فضاى ميان كهكشان ها خلأ كامل است. اما دانشمندان با يافته هاى جديد خود به اين نتيجه رسيدند كه فضاى ميان كهكشانى خالى نبوده و اجرام بسيارى در فضاى ميان كهكشانى وجود دارد.بزرگ ترين كهكشان داراى يك تريليون و كوچك ترين كهكشان داراى ۱۰ميليون ستاره است.