چگالی یک کوتوله سفید 10⁹ کیلوگرم بر متر مکعب است؛ به عبارت دیگه مقدار یک قاشق از یک کوتوله سفید، حدود 100 تن جرم دارد. کوتولههای سفید، به دلیل چگالی بالا، خمیدگی بیشتری نسبت به ستارگان هم جرم خود در فضا-زمان ایجاد میکنند و در نتیجه نیروی گرانشی سطحی بیشتری نسبت به یک ستاره هم جرم خود دارند (تصویر شماره 3).
اگر جرم هسته باقی مانده بین 1.4 تا 2.5 (3) برابر جرم خورشید باشد، به آن "Neutron Star" (ستاره نوترونی) گفته میشود. ستارههای نوترونی سردتر، کم نورتر و کم حجمتر از ستارهها ولی گرمتر و پرنورتر و پر حجمتر از کوتولههای سفید هستند. چگالی ستارههای نوترونی حتی از کوتولههای سفید نیز بیشتر است. که برابر عدد گیج کننده 10¹⁷ کیلوگرم بر متر مکعب میباشد. یعنی مقدار یک قاشق از یک ستاره نوترونی، حدود یک میلیارد تن جرم دارد. ستاره نوترونی به دلیل چگالی بالا، خمیدگی بیشتری نسبت به یک کوتوله سفید هم جرم خود در فضا-زمان ایجاد میکند و در نتیجه نیروی گرانشی بیشتری از یک کوتوله سفید هم جرم خود دارد (تصویر شماره 4). دلیل این نام گذاری، آن است که به دلیل گرانش شدید، که از خارج به داخل به ستاره نیرو وارد میکند و آن را به شدت متراکم میکند، الکترونها و پروتونها با هم ترکیب شده و نوترون و الکترون نوترینو تولید میشود. الکترون نوترینو به دلیل ذات شبح مانند خود، از ستاره خارج میشود و نوترونها باقی میمانند؛ در نتیجه این ستارهها فقط از نوترون تشکیل شدهاند. از آنجا که پس از تبدیل غول سرخ به ستاره نوترونی، شعاع به شدت کاهش پیدا میکند، سرعت چرخش غول سرخ که در حد معمول بوده، با کاهش شعاع به شدت افزایش مییابد و به همین دلیل ستارههای نوترونی سرعتهای چرخش سرسام آوری در حد 700 دور در ثانیه دارند.
اگر جرم هسته باقی مانده بیش از 2.5 (3) برابر جرم خورشید باشد، تحت تأثیر نیروی گرانشی خود، آنقدر متراکم میشود که چگالیاش به بینهایت برسد و در این حالت آنقدر خمیدگی شدیدی در فضا-زمان ایجاد میکند (تصویر شماره 5) که دارای گرانش بینهایت میشود و حتی نور هم نمیتواند از گرانش آن بگریزد! در این حالت یک “Black hole” (سیاهچاله) تولید شده است (تصویر شماره 6). مرکز سیاهچاله نقطهای با طول، عرض و ارتفاع 0 به نام "Singularity" (تکینگی) است. تکینگی نقطهای از فضا با طول، عرض و ارتفاع صفر (به گفته دانشمندان نظریه نسبیت، مطلقاً صفر و به گفته دانشمندان نظریه کوانتوم، عدد بسیار کوچک و نزدیک به صفر) که تمام جرم سیاهچاله در آن نقطه متمرکز شده است و باعث ایجاد چگالی بینهایت و در نتیجه گرانش بینهایت میشود. کره سیاهی اطراف تکینگی وجود دارد که به آن "Event Horizon" (افق رویداد) میگویند (تصویر شماره 7). شعاع افق رویداد برابر با فاصلهای از تکینگی است که در آن فاصله سرعت لازم برای فرار از گرانش، سرعت نور میباشد (Ve=C). اندازه افق رویداد با جرم سیاهچاله نسبت مستقیم دارد. یعنی برای فرار از گرانش سیاهچاله، در بیرون از افق رویداد به سرعتی کمتر از نور، دقیقاً روی مرز افق رویداد به سرعتی برابر با نور و در درون افق رویداد به سرعتی بیشتر از نور نیاز داریم. از آنجا که پس از رد شدن از افق رویداد دیگر سرعت نور نیز برای فرار از گرانش کافی نیست، پس هیچ چیز حتی خود نور نیز نمیتواند از درون افق رویداد به بیرون بازگردد.
سیاهچالهها اسپین “چرخش” دارند و وقتی جرمی در میدان گرانشی آنها قرار میگیرد، شروع به چرخش به دور سیاهچاله کرده و دیسکی به نام "Accretion Disc" (قرص برافزایشی) را در اطراف افق رویداد میسازد (تصویر شماره 8). ذرات باردار زیادی در این دیسک وجود دارند که به دلیل سرعت چرخش بالای این دیسک، یک میدان مغناطیسی قوی را با حرکتشان ایجاد میکنند. چرخش سیاهچاله، این میدان مغناطیسی را مخروطی شکل میکند و خطوط میدان به شکل مارپیچ از بالا و پایین سیاهچاله (عمود بر سطح قرص برافزایشی) امتداد مییابند. این میدان مغناطیسی قدرتمند و مخروطی شکل، مانند یک شتاب دهنده ذرات (اما بسیار قدرتمندتر) عمل کرده و ذرات در این مخروط شتاب میگیرند و از بالا و پایین سیاهچاله با سرعت نزدیک به نور شلیک میشوند و به شکل پرتوهای پر انرژی گاما و X در کیهان منتشر میشوند. به پرتوهایی که از دو سر سیاهچاله تابش میشود، Blazer Jets (جتهای بلازر) گفته میشود (تصویر شماره 9 و 10 و 11).
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
اگر جرم هسته باقی مانده بین 1.4 تا 2.5 (3) برابر جرم خورشید باشد، به آن "Neutron Star" (ستاره نوترونی) گفته میشود. ستارههای نوترونی سردتر، کم نورتر و کم حجمتر از ستارهها ولی گرمتر و پرنورتر و پر حجمتر از کوتولههای سفید هستند. چگالی ستارههای نوترونی حتی از کوتولههای سفید نیز بیشتر است. که برابر عدد گیج کننده 10¹⁷ کیلوگرم بر متر مکعب میباشد. یعنی مقدار یک قاشق از یک ستاره نوترونی، حدود یک میلیارد تن جرم دارد. ستاره نوترونی به دلیل چگالی بالا، خمیدگی بیشتری نسبت به یک کوتوله سفید هم جرم خود در فضا-زمان ایجاد میکند و در نتیجه نیروی گرانشی بیشتری از یک کوتوله سفید هم جرم خود دارد (تصویر شماره 4). دلیل این نام گذاری، آن است که به دلیل گرانش شدید، که از خارج به داخل به ستاره نیرو وارد میکند و آن را به شدت متراکم میکند، الکترونها و پروتونها با هم ترکیب شده و نوترون و الکترون نوترینو تولید میشود. الکترون نوترینو به دلیل ذات شبح مانند خود، از ستاره خارج میشود و نوترونها باقی میمانند؛ در نتیجه این ستارهها فقط از نوترون تشکیل شدهاند. از آنجا که پس از تبدیل غول سرخ به ستاره نوترونی، شعاع به شدت کاهش پیدا میکند، سرعت چرخش غول سرخ که در حد معمول بوده، با کاهش شعاع به شدت افزایش مییابد و به همین دلیل ستارههای نوترونی سرعتهای چرخش سرسام آوری در حد 700 دور در ثانیه دارند.
اگر جرم هسته باقی مانده بیش از 2.5 (3) برابر جرم خورشید باشد، تحت تأثیر نیروی گرانشی خود، آنقدر متراکم میشود که چگالیاش به بینهایت برسد و در این حالت آنقدر خمیدگی شدیدی در فضا-زمان ایجاد میکند (تصویر شماره 5) که دارای گرانش بینهایت میشود و حتی نور هم نمیتواند از گرانش آن بگریزد! در این حالت یک “Black hole” (سیاهچاله) تولید شده است (تصویر شماره 6). مرکز سیاهچاله نقطهای با طول، عرض و ارتفاع 0 به نام "Singularity" (تکینگی) است. تکینگی نقطهای از فضا با طول، عرض و ارتفاع صفر (به گفته دانشمندان نظریه نسبیت، مطلقاً صفر و به گفته دانشمندان نظریه کوانتوم، عدد بسیار کوچک و نزدیک به صفر) که تمام جرم سیاهچاله در آن نقطه متمرکز شده است و باعث ایجاد چگالی بینهایت و در نتیجه گرانش بینهایت میشود. کره سیاهی اطراف تکینگی وجود دارد که به آن "Event Horizon" (افق رویداد) میگویند (تصویر شماره 7). شعاع افق رویداد برابر با فاصلهای از تکینگی است که در آن فاصله سرعت لازم برای فرار از گرانش، سرعت نور میباشد (Ve=C). اندازه افق رویداد با جرم سیاهچاله نسبت مستقیم دارد. یعنی برای فرار از گرانش سیاهچاله، در بیرون از افق رویداد به سرعتی کمتر از نور، دقیقاً روی مرز افق رویداد به سرعتی برابر با نور و در درون افق رویداد به سرعتی بیشتر از نور نیاز داریم. از آنجا که پس از رد شدن از افق رویداد دیگر سرعت نور نیز برای فرار از گرانش کافی نیست، پس هیچ چیز حتی خود نور نیز نمیتواند از درون افق رویداد به بیرون بازگردد.
سیاهچالهها اسپین “چرخش” دارند و وقتی جرمی در میدان گرانشی آنها قرار میگیرد، شروع به چرخش به دور سیاهچاله کرده و دیسکی به نام "Accretion Disc" (قرص برافزایشی) را در اطراف افق رویداد میسازد (تصویر شماره 8). ذرات باردار زیادی در این دیسک وجود دارند که به دلیل سرعت چرخش بالای این دیسک، یک میدان مغناطیسی قوی را با حرکتشان ایجاد میکنند. چرخش سیاهچاله، این میدان مغناطیسی را مخروطی شکل میکند و خطوط میدان به شکل مارپیچ از بالا و پایین سیاهچاله (عمود بر سطح قرص برافزایشی) امتداد مییابند. این میدان مغناطیسی قدرتمند و مخروطی شکل، مانند یک شتاب دهنده ذرات (اما بسیار قدرتمندتر) عمل کرده و ذرات در این مخروط شتاب میگیرند و از بالا و پایین سیاهچاله با سرعت نزدیک به نور شلیک میشوند و به شکل پرتوهای پر انرژی گاما و X در کیهان منتشر میشوند. به پرتوهایی که از دو سر سیاهچاله تابش میشود، Blazer Jets (جتهای بلازر) گفته میشود (تصویر شماره 9 و 10 و 11).
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
Telegram
Cosmos Language
تصویر شماره 3
@Cosmos_language
@Cosmos_language
سیاهچالهها
قسمت دوم: انواع سیاهچاله
1- سیاهچالههای شوارتزشیلد (Schwarzschild Black Holes):
این نوع سیاهچاله، از نظر تئوری، سادهترین نوع سیاهچاله است اما در واقعیت هیچگاه نمیتواند وجود داشته باشد. سیاهچاله شوارتز شیلد اسپین ندارد (دارای تکانه زاویهای 0 است)، خنثی است (بار الکتریکی آن 0 است) و در فضا-زمانی وجود دارد که هیچ ماده دیگری در آن نیست. این نوع سیاهچاله به عنوان حل دقیقی برای معادلات نسبیت عام اینشتین توسط کارل شوارتزشیلد در سال 1916 ابداع شد.
سیاهچالههای شوارتزشیلد، سه ویژگی مهم دارند:
1- نقطه “Singularity” (تکینگی) که در مرکز سیاهچاله قرار دارد و جایی است که در آن انحنای فضا و زمان بینهایت است.
2- “Event Horizon” (افق رویداد)، کرهای به مرکز تکینگی و به شعاع “شعاع شوارتزشیلد”. شعاع شوارتزشیلد برابر با فاصلهای از تکینگی است که در آن فاصله سرعت گریز (Velocity of escape) برابر با سرعت نور (C) است.
3- “Photon Sphere” (کره فوتونی) کرهای به مرکز تکینگی و به شعاع یک و نیم برابر شعاع شواتزشیلد است. اگر نوری را مماس بر نقطهای از این کره بتابانید، پرتو نور در مداری دایروی بر روی سطح کره به دور آن میچرخد (به عبارت دیگر اگر چشمانتان را روی سطح کره فوتونی قرار دهید و مماس با سطح آن، مستقیماً رو به جلو نگاه کنید، پشت سر خود را خواهید دید). یعنی در این فاصله، فوتونها نمیتوانند از گرانش فرار کنند و سیاهچاله هم نمیتواند فوتونها را به درون خود بکشد.
(تصویر شماره 1)
سیاهچالههای رایزنر نوردشتورم (Reissner-Nordström Black Holes):
سیاهچاله رایزنر نوردشتورم، سیاهچالهای است که بار الکتریکی دارد اما اسپین ندارد. اگر بار الکتریکی سیاهچاله کمتر از جرم آن باشد (اندازه گیری شده در سیستم یکاهای هندسی G=c=1)، آنگاه هندسه آن شامل دو افق رویداد مجزا خواهد بود؛ افق رویداد درونی و افق رویداد بیرونی (تصویر شماره 2). ذرات بنیادی باردار مانند الکترونها و کوارکها، سیاهچالههای رایزنر-نوردشتورم نیستند؛ زیرا بار المتریکی آنها بسیار بیشتر از جرمشان است و افق رویداد ندارند.
در سیاهچالههای رایزنر-نوردشتورم، بین دو افق، فضا مانند یک آبشار با سرعتی بیشتر از سرعت نور از افق بیرونی به سمت افق درونی سرازیر است و همه چیز را هم با خود به سمت افق درونی حمل میکند. در بالا و پایین این آبشار (بالای افق رویداد بیرونی و یا پایین افق رویداد درونی)، فضا آهستهتر از سرعت نور حرکت میکند و آرامش نسبی حاکم است.
هر چه سیاهچاله بار الکتریکی بیشتری داشته باشد، افقهای آن به یکدیگر نزدیکترند. اگر به اندازه کافی به سیاهچاله بار الکتریکی اضافه شود، هر دو افق از بین میروند و تکینگی آشکار میشود. به این نوع تکینگی، “Naked Singularity” (تکینگی برهنه) میگویند. جهان در مقیاس بزرگ، از نظر الکتریکی به نظر خنثی است و یا خیلی نزدیک به خنثی است. بنابراین سیاهچالههای واقعی بعید است که بار داشته باشند. اگر یک سیاهچاله به هر طریقی باردار شود، با جذب بارهای نا همنام و دفع بارهای همنام خود، خودش را خنثی خواهد کرد.
از پیامدهای وجود دو افق رویداد، دو بار عوض شدن نقش فضا و زمان است. بین دو افق رویداد، نقش فضا و زمان یک بار با هم عوض شده و سپس این اتفاق مجدداً تکرار میشود و فضا-زمان به شکل اولش بازمیگردد (تصویر شماره 3).
سیاهچالههای کِر (Kerr Black Holes):
سیاهچالههای کر، سیاهچالههایی هستند که تنها جرم و اسپین (تکانه زاویهای) دارند (آنها فاقد بار الکتریکی، یعنی سومین ویژگی ممکن برای یک سیاهچاله، هستند). به عبارت دیگر، آنها سیاهچالههای خنثیای هستند که حول محوری دوران میکنند.“Roy Kerr” یک ریاضیدان نیوزیلندی و اولین کسی بود که موفق شد معادلات میدان اینشتین در نسبیت عام را برای چنین شرایطی حل کند (در سال 1963). این سیاهچالهها به افتخار وی، Kerr نام گذاری شدند.
سیاهچالههای کر احتمالاً فراوانترین نوع سیاهچاله در طبیعت هستند؛ زیرا ستارهها به طور طبیعی کمی اسپین دارند و هنگامی که رُمبش میکنند، شعاع کوچک میشود و طبق “اصل بقای تکانه”، سرعت چرخش افزایش مییابد. علت سرعتهای سرسام آور اسپین (تا 700 دور در ثانیه) در ستارههای نوترونی نیز همین است.
سیاهچالههای کر شامل بخشهای زیر هستند:
1- تکینگی
2- افق درونی
3- افق بیرونی
4- ارگوسفر (Ergosphere)
5-حد ایستایی (Static limit)
درباره سه مورد اول صحبت کردیم؛ ارگوسفر و حد ایستایی تنها اصطلاحات جدید هستند.
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
قسمت دوم: انواع سیاهچاله
1- سیاهچالههای شوارتزشیلد (Schwarzschild Black Holes):
این نوع سیاهچاله، از نظر تئوری، سادهترین نوع سیاهچاله است اما در واقعیت هیچگاه نمیتواند وجود داشته باشد. سیاهچاله شوارتز شیلد اسپین ندارد (دارای تکانه زاویهای 0 است)، خنثی است (بار الکتریکی آن 0 است) و در فضا-زمانی وجود دارد که هیچ ماده دیگری در آن نیست. این نوع سیاهچاله به عنوان حل دقیقی برای معادلات نسبیت عام اینشتین توسط کارل شوارتزشیلد در سال 1916 ابداع شد.
سیاهچالههای شوارتزشیلد، سه ویژگی مهم دارند:
1- نقطه “Singularity” (تکینگی) که در مرکز سیاهچاله قرار دارد و جایی است که در آن انحنای فضا و زمان بینهایت است.
2- “Event Horizon” (افق رویداد)، کرهای به مرکز تکینگی و به شعاع “شعاع شوارتزشیلد”. شعاع شوارتزشیلد برابر با فاصلهای از تکینگی است که در آن فاصله سرعت گریز (Velocity of escape) برابر با سرعت نور (C) است.
3- “Photon Sphere” (کره فوتونی) کرهای به مرکز تکینگی و به شعاع یک و نیم برابر شعاع شواتزشیلد است. اگر نوری را مماس بر نقطهای از این کره بتابانید، پرتو نور در مداری دایروی بر روی سطح کره به دور آن میچرخد (به عبارت دیگر اگر چشمانتان را روی سطح کره فوتونی قرار دهید و مماس با سطح آن، مستقیماً رو به جلو نگاه کنید، پشت سر خود را خواهید دید). یعنی در این فاصله، فوتونها نمیتوانند از گرانش فرار کنند و سیاهچاله هم نمیتواند فوتونها را به درون خود بکشد.
(تصویر شماره 1)
سیاهچالههای رایزنر نوردشتورم (Reissner-Nordström Black Holes):
سیاهچاله رایزنر نوردشتورم، سیاهچالهای است که بار الکتریکی دارد اما اسپین ندارد. اگر بار الکتریکی سیاهچاله کمتر از جرم آن باشد (اندازه گیری شده در سیستم یکاهای هندسی G=c=1)، آنگاه هندسه آن شامل دو افق رویداد مجزا خواهد بود؛ افق رویداد درونی و افق رویداد بیرونی (تصویر شماره 2). ذرات بنیادی باردار مانند الکترونها و کوارکها، سیاهچالههای رایزنر-نوردشتورم نیستند؛ زیرا بار المتریکی آنها بسیار بیشتر از جرمشان است و افق رویداد ندارند.
در سیاهچالههای رایزنر-نوردشتورم، بین دو افق، فضا مانند یک آبشار با سرعتی بیشتر از سرعت نور از افق بیرونی به سمت افق درونی سرازیر است و همه چیز را هم با خود به سمت افق درونی حمل میکند. در بالا و پایین این آبشار (بالای افق رویداد بیرونی و یا پایین افق رویداد درونی)، فضا آهستهتر از سرعت نور حرکت میکند و آرامش نسبی حاکم است.
هر چه سیاهچاله بار الکتریکی بیشتری داشته باشد، افقهای آن به یکدیگر نزدیکترند. اگر به اندازه کافی به سیاهچاله بار الکتریکی اضافه شود، هر دو افق از بین میروند و تکینگی آشکار میشود. به این نوع تکینگی، “Naked Singularity” (تکینگی برهنه) میگویند. جهان در مقیاس بزرگ، از نظر الکتریکی به نظر خنثی است و یا خیلی نزدیک به خنثی است. بنابراین سیاهچالههای واقعی بعید است که بار داشته باشند. اگر یک سیاهچاله به هر طریقی باردار شود، با جذب بارهای نا همنام و دفع بارهای همنام خود، خودش را خنثی خواهد کرد.
از پیامدهای وجود دو افق رویداد، دو بار عوض شدن نقش فضا و زمان است. بین دو افق رویداد، نقش فضا و زمان یک بار با هم عوض شده و سپس این اتفاق مجدداً تکرار میشود و فضا-زمان به شکل اولش بازمیگردد (تصویر شماره 3).
سیاهچالههای کِر (Kerr Black Holes):
سیاهچالههای کر، سیاهچالههایی هستند که تنها جرم و اسپین (تکانه زاویهای) دارند (آنها فاقد بار الکتریکی، یعنی سومین ویژگی ممکن برای یک سیاهچاله، هستند). به عبارت دیگر، آنها سیاهچالههای خنثیای هستند که حول محوری دوران میکنند.“Roy Kerr” یک ریاضیدان نیوزیلندی و اولین کسی بود که موفق شد معادلات میدان اینشتین در نسبیت عام را برای چنین شرایطی حل کند (در سال 1963). این سیاهچالهها به افتخار وی، Kerr نام گذاری شدند.
سیاهچالههای کر احتمالاً فراوانترین نوع سیاهچاله در طبیعت هستند؛ زیرا ستارهها به طور طبیعی کمی اسپین دارند و هنگامی که رُمبش میکنند، شعاع کوچک میشود و طبق “اصل بقای تکانه”، سرعت چرخش افزایش مییابد. علت سرعتهای سرسام آور اسپین (تا 700 دور در ثانیه) در ستارههای نوترونی نیز همین است.
سیاهچالههای کر شامل بخشهای زیر هستند:
1- تکینگی
2- افق درونی
3- افق بیرونی
4- ارگوسفر (Ergosphere)
5-حد ایستایی (Static limit)
درباره سه مورد اول صحبت کردیم؛ ارگوسفر و حد ایستایی تنها اصطلاحات جدید هستند.
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
ارگوسفر:
“اثر لنز-ترینگ” (یا کشش چهارچوب)، اثری است که در سال 1918 توسط “جوزف لنز” و “هانس ترینگ”، به عنوان نتیجهای از نظریه نسبیت عام، کشف شد. در اثر لنز-ترینگ، یک جسم پر جرم فشرده چرخان، مثل یک ستاره نوترونی یا یک سیاهچاله کر، باعث میشود فضا-زمانِ اطرافش هم در همان جهت شروع به چرخش کند.
ارگوسفر ناحیهای بیضوی از فضا-زمان در اطراف سیاهچالههای چرخان است که چرخش سیاهچاله، آن ناحیه از فضا-زمان را هم با خود میکشد و وادار به چرخش میکند (تصویر شماره 4). پس اگر ارگوسفر را چهارچوب مرجع در نظر بگیریم، این چهارچوب نسبت به بقیه جهان ایستا نیست. به عبارت دیگر، ارگوسفر جایی در اطراف سیاهچاله است که در آن ساکن بودن غیرممکن است (زیرا چهارچوب نسبت به بقیه نقاط جهان ساکن نیست). ارگوسفر از بیرون با سطح ایستا و از داخل با افق رویداد بیرونی سیاهچاله محدود شده است. اگر یک شئ از فضای معمولی وارد فضای ارگوسفر شود، هنوز میتواند با به دست آوردن انرژی از چرخش سیاهچاله، از آن خارج شود.
حد ایستایی:
به مرز بین ارگوسفر و فضای معمولی، حد ایستایی میگویند (تصویر شماره 5).
درون سیاهچالههای کر:
در هر یک از افقها، فضا و زمان یک بار نقششان را عوض میکنند. یعنی در یک سیاهچاله کر، دو بار جای فضا و زمان با هم عوض میشود. تکینگی به شکل حلقه است، مگر اینکه بر روی صفحه استوایی سیاهچاله، به تکینگی آن نزدیک شویم (به شکل تکینگی و جهت آن نسبت به خط استوای سیاهچاله در تصویر شماره 5 دقت کنید). این حقیقت نتیجه معادلات هندسه متریکی کر است. همچنین تکینگی موقتی است، یعنی میتواند از بین برود.
از نظر تئوری فرار از یک سیاهچاله امکان پذیر است اما نه از همان راهی که واردش شدیم. ریاضیات تئوری، پیشبینی میکنند که موقع خروج از یک سیاهچاله، خود را در نوعی “فضای منفی” مییابید! این فضای منفی با ریاضیات به دست آمده و معنای فیزیک آن هنوز کاملا مشخص نیست. همچنین ممکن است با از بین رفتن تکینگی، سر از جهاندیگری در آوریم.
راجر پنروز توانست این موضوع را با نموداری نمایش دهد. نمودار پنروز را در تصویر شماره 6 میبینید.
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
“اثر لنز-ترینگ” (یا کشش چهارچوب)، اثری است که در سال 1918 توسط “جوزف لنز” و “هانس ترینگ”، به عنوان نتیجهای از نظریه نسبیت عام، کشف شد. در اثر لنز-ترینگ، یک جسم پر جرم فشرده چرخان، مثل یک ستاره نوترونی یا یک سیاهچاله کر، باعث میشود فضا-زمانِ اطرافش هم در همان جهت شروع به چرخش کند.
ارگوسفر ناحیهای بیضوی از فضا-زمان در اطراف سیاهچالههای چرخان است که چرخش سیاهچاله، آن ناحیه از فضا-زمان را هم با خود میکشد و وادار به چرخش میکند (تصویر شماره 4). پس اگر ارگوسفر را چهارچوب مرجع در نظر بگیریم، این چهارچوب نسبت به بقیه جهان ایستا نیست. به عبارت دیگر، ارگوسفر جایی در اطراف سیاهچاله است که در آن ساکن بودن غیرممکن است (زیرا چهارچوب نسبت به بقیه نقاط جهان ساکن نیست). ارگوسفر از بیرون با سطح ایستا و از داخل با افق رویداد بیرونی سیاهچاله محدود شده است. اگر یک شئ از فضای معمولی وارد فضای ارگوسفر شود، هنوز میتواند با به دست آوردن انرژی از چرخش سیاهچاله، از آن خارج شود.
حد ایستایی:
به مرز بین ارگوسفر و فضای معمولی، حد ایستایی میگویند (تصویر شماره 5).
درون سیاهچالههای کر:
در هر یک از افقها، فضا و زمان یک بار نقششان را عوض میکنند. یعنی در یک سیاهچاله کر، دو بار جای فضا و زمان با هم عوض میشود. تکینگی به شکل حلقه است، مگر اینکه بر روی صفحه استوایی سیاهچاله، به تکینگی آن نزدیک شویم (به شکل تکینگی و جهت آن نسبت به خط استوای سیاهچاله در تصویر شماره 5 دقت کنید). این حقیقت نتیجه معادلات هندسه متریکی کر است. همچنین تکینگی موقتی است، یعنی میتواند از بین برود.
از نظر تئوری فرار از یک سیاهچاله امکان پذیر است اما نه از همان راهی که واردش شدیم. ریاضیات تئوری، پیشبینی میکنند که موقع خروج از یک سیاهچاله، خود را در نوعی “فضای منفی” مییابید! این فضای منفی با ریاضیات به دست آمده و معنای فیزیک آن هنوز کاملا مشخص نیست. همچنین ممکن است با از بین رفتن تکینگی، سر از جهاندیگری در آوریم.
راجر پنروز توانست این موضوع را با نموداری نمایش دهد. نمودار پنروز را در تصویر شماره 6 میبینید.
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
Cosmos' Language
تصویر شماره 6 (نمودار پنروز) @Cosmos_language
خط آبی پر رنگ: ناظری که وارد افق بیرونی میشود، وارد افق درونی میشود، تکینگی از بین میرود، از افقها خارج میشود و وارد جهان جدیدی میشود.
خط آبی کمرنگ: ناظری که وارد افق بیرونی میشود، وارد افق درونی میشود، از تکینگی عبور میکند و وارد “فضای منفی” میشود.
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
خط آبی کمرنگ: ناظری که وارد افق بیرونی میشود، وارد افق درونی میشود، از تکینگی عبور میکند و وارد “فضای منفی” میشود.
@Cosmos_language
https://telegram.me/Cosmos_language
Cosmos' Language
سیاهچالهها قسمت دوم: انواع سیاهچاله 1- سیاهچالههای شوارتزشیلد (Schwarzschild Black Holes): این نوع سیاهچاله، از نظر تئوری، سادهترین نوع سیاهچاله است اما در واقعیت هیچگاه نمیتواند وجود داشته باشد. سیاهچاله شوارتز شیلد اسپین ندارد (دارای تکانه زاویهای…
Black holes physics.pdf
3 MB
برای مطالعه بیشتر