Scientific Information

زندگي تكثير ثروتی است كه نامش محبت است

نظریه سیاه‌چاله
ساعت ۱:٠٧ ‎ب.ظ روز دوشنبه ۱٩ بهمن ۱۳۸۸  

نظریه سیاه‌چاله

 دیدکلی

کهکشانها ، ستارگان ، سیارات و فضاپیماها در سرتاسر عالم می‌تازند و به سبب تغییر موقعیت اشیاء ، گذشت زمان احساس می‌شود. به عنوان مثال مشاهده حرکت روزانه خورشید در آسمان مبین چرخش زمین است. در اثر تغییر مناظر دور و نزدیک است که عقاید انسان از فضا - زمان و حرکت مفهوم می‌یابد. آلبرت اینشتین دیدگاه انسان را نسبت به فضا - زمان و حرکت دگرگون ساخت و در انجام این عمل بسیاری از معماهای کیهانی را حل نموده و نظریه گرانش را باز آفرینی کرد.

 پیش بینی معادلات انیشتین  

معادلات انیشتین عصر ما را که عصر اتمی ، سفر به فضا ، رادار ، لیزر و ساعتهای اتمی است، پیش‌بینی کرده بود. وی به امکاناتی (امکان وجود زمان برتر) اشاره نمود که تا آن زمان مطرح نشده بود و بالاخره قوانینی بر جای گذاشت که بر تاریخ و سرنوشت تمامی عالم حاکم است. ژنتیکدان معروف جی.بی.اس هالدین او را بزرگترین یهودی ، بعد از مسیح نامیده است.

 ظهور سیاهچاله‌  

در سال 1915 هنگامی که ، انیشتین نظریه گرانش خویش را بیان کرد، از نظر معادلاتی احتمال ظهور سیاهچاله‌ها ، تله‌های تاریک فضایی روشن بود. در آوریل 1978 گروه کیت پیک آمریکایی دلایلی اقامه نمود که وجود سیاهچاله عظیمی را در مرکز کهکشان M87 تأیید می‌نمود. جسمی تکان دهنده که بیلیونها بار از خورشید بزرگتر بوده و قادر است ستارگان کامل یا خوشه‌های ستاره‌ای را به راحتی ببلعد.

به عنوان مثال کهکشان M87 ، تجمع گسترده‌ای از ستارگانی شبیه ستارگان راه شیری ، که خود کهکشانی دیسک مانند و متشکل از بیلیونها ستاره است که خورشید از ستارگان معمولی آن است، می‌باشد. اما M87 حتی بزرگتر از راه شیری و بیشتر توپ مانند بوده و عضو برجسته مجموعه‌ای کهکشانی است که به نام سنبله (ویرگو) شهرت دارد و در منطقه پهناوری از آسمان و نسبتا نزدیک به ما ، جولان می‌دهد.

 احتمال وجود اختر خوار  

عقیده بر این بود که یک اخترخوار عظیم در مرکز کهکشان قرار دارد و هنگامی که ستارگان یا گازها به آن نزدیک می‌شوند، به داخل کشیده شده و بر سرعت آنها همچون آبی که در جهت گرداب حرکت می‌کند، افزوده می‌شود و جسم در حال سقوط تا لحظه نابودی کامل بطور فزاینده‌ای انرژی متراکم تشعشعی گسیل می‌دارد. در اثر این فرآیند ، بخشهایی از ماده همچون فواره از سیاهچاله بیرون می‌جهد.

 طیف ستارگان  

در کهکشان M87 ستاره شناسان در جستجوی بسامدهای مزاحم یا ناهماهنگ از نوع انوار ویژه‌ای بودند. با مطالعه طیف نور ستاره که در آن همچون رنگین کمان ، رنگ قرمز در یک طرف و رنگ آبی در طرف دیگر آن است، مشاهده می‌شود که خطوط تیره و روشن در مکانهای مخصوصی در طول طیف قرار دارند. آنها شبیه دستگاههایی هستند که بر صفحه انتخاب ایستگاه رادیو دیده می‌شوند و این خطوط مربوط به نورهایی با فرکانس مشخص است که بوسیله اتمهای خاصی در ستارگان جذب یا دفع می‌شوند.

اما در ستارگانی که دارای حرکت سریع هستند، فرکانس نور تغییر می‌کند. پیتر یونک ، در انستیتوی تکنولوژی کالیفرنیا با استفاده از نتایج بدست آمده توسط گروه کیت پیک در صدد ایجاد نقشه‌ای از کهکشان M87 برآمد. بر طبق نقشه یونک ستارگان نزدیک به هسته مرکزی کهکشان با سرعت 250 مایل در ثانیه برگرد هسته می‌چرخند. برای توجیه این سرعت توده‌ای از ماده که بیش از 5 بیلیون برابر سنگینتر از خورشید باشد، لازم است.

 احتمال وجود سیاهچاله در M87  

اگر بر اساس این مقدار ماده چنین تعداد شگفت آوری از ستارگان در مرکز کهکشان وجود داشته باشد، در واقع باید مرکز کهکشان بسیار نورانی باشد. اگر فرض کنیم غبار مانع از مشاهده این نور زیاد است، بنابراین باید مرکز کهکشان قرمز باشد، درست شبیه خورشید در هنگام غروب. اما ستاره شناسان در هسته M87 نه توده‌ای خیره کننده از ستارگان و نه غبار قرمز درخشنده‌ای ، بلکه تلألو کم سویی از آبی کم رنگ مشاهده نمودند. بطور خلاصه شکل ظاهری هسته M87 با مقدار ماده محاسبه شده برای آن متناقض است، مگر اینکه در مرکز آن یک سیاهچاله وجود داشته باشد.

 قانون برابری ماده و انرژی در سیاهچاله

با استفاده از مشاهدات گروه کیت پیک از M87 معلوم شد که قطر توده مرکزی آن باید در حدود 700 سال نوری باشد، در حالیکه با وجود بیلیونها ستاره که در آن قرار دارد بسیار فشرده می‌باشد. اما اگر نظریه سیاهچاله درست باشد، تمامی توده ماده هسته مرکزی M87 باید دارای قطری برابر یک روز نجومی باشد. اگر منشأ انرژی در M87 یا هر جسم قاهر دیگری در جهان ، باعث حیرت می‌گردد، باید در نظر داشت که برای آن یک قاعده سرانگشتی وجود دارد و آن قانون برابری ماده و انرژی است یعنی حداکثر انرژی قابل استحصال از هر ماده متراکم.