♻️سیاهچاله (black hole)
سیاه چاله حاصل انباشتگی جرم در فضاست در طبیعت دو نوع سیاه‌چاله ایجاد کرده است:

♻️ سیاه‌چاله‌های ستاره-جرم‌
و
♻️سیاهچاله‌های کلان‌جرم،
که جرم آنها از میلیونها برابر جرم خورشید تا میلیاردها برابر آن متغیر است.
شواهدی هست که نوع دیگری از سیاه چاله‌ها وجود دارد که جرمشان حد وسط ستاره-جرم و کلان جرم است اما اخترشناسان تا به حال تعداد بسیار کمی از سیاهچاله‌های جرم متوسط را پیدا کرده‌اند.

🆔 @higgs_journals

سیاهچاله‌های ستاره-جرم پایان مسیر تکامل ستاره‌های بزرگ‌جرم است. با این حال کسی از منشا سیاه‌چاله‌های کلان‌جرم خبر ندارد و نمی‌دانیم چرا به نظر می‌رسد که تقریبا در مرکز تمام کهکشان‌ها، از جمله کهکشان خودمان راه شیری، یک سیاهچاله کلان‌جرم قرار دارد. معمای مرغ و تخم مرغ است؛ آیا اول کهکشان ستارگان شکل می‌گیرد و بعد یک سیاه چاله کلان جرم در مرکز آن به وجود می‌آید؟ یا یک سیاه چاله کلان‌جرم وجود دارد و بعد کهکشان ستارگان حول آن شکل می‌گیرد؟

◾️ستاره وقتی متولد می‌شود که ابری از گاز در خود فرو می‌ریزد و ماده در پیش ستاره تجمع پیدا می‌کند. ستاره پرجرم، جرمش ۱۰ تا ۱۵۰ برابر جرم خورشید است. ستاره کم‌جرم، هشت دهم تا ده برابر خورشید ما جرم دارد.

◾️بیشتر ستارگان واقعی و معمولی سیر تکاملی دارند که به آن توالی پایه می‌گویند. توالی پایه نود درصد عمر ستاره را تشکیل می‌دهد. ستاره تا وقتی که مقدار قابل توجهی از هیدروژن هسته‌اش مصرف نشده باشد تقریبا در همان اوایل توالی پایه باقی می‌ماند - خورشید ما هم در همین مرحله است- و بعد به ستاره‌ای نورانی‌تر تبدیل می‌شود. ستارگان پرجرم عمر کوتاهتری دارند و بعد از توالی پایه تبدیل به غول یا ابرغول می‌شوند و بعد به شکل ابرنواختر منفجر شده و نود درصد جرم آن به بیرون پرتاب می‌شود و هسته ستاره در خود فرو می‌ریزد. بر حسب جرم هسته، ستاره یا تبدیل به ستاره نوترونی می‌شود یا سیاهچاله.

📌@higgs_field

◾️شبیه سازی بالا از سیاهچاله یکی از جدیدترین شبیه سازی ها است که بر مبنای اولین عکس از سیاهچاله و اطلاعات مربوط به آن، تهیه شده است.

◾️دکتر مایکل جانسون از مرکز اَخترفیزیک "هاروارد-اِسمیت سونیان" و چند نفر دیگر از همکارانش که عضو تیم تهیه اولین عکس از سیاهچاله نیز بوده اند، بر مبنای اولین عکس از سیاهچاله و اطلاعات مربوط به آن، محاسباتی را انجام داده اند که نشان می دهد حلقه نورانی موجود در عکس تنها یک حلقه نیست.

◾️بلکه این حلقه مجموعه ای نامحدود از حلقه های هم‌ محورِ تو در تو است که ضخامت هر حلقه از حلقه خارجی تر کمتر است.

◾️تلسکوپ افق رویداد که اولین عکس از سیاهچاله را ثبت کرده است این حلقه ها را نیز ثبت کرده است اما تصویر آن رزولوشن کافی برای تشخیص تک تک حلقه ها را ندارد.

◾️این حلقه ها می توانند با استفاده از نصب یک‌ تلسکوپ بر روی ماه با دقت بالایی مشاهده شوند.


📌@higgs_field

◾️به آخرین مدار پایدار که پرتو نور می تواند به دور سیاهچاله بچرخد و جذب گرانش سیاهچاله نشود فوتون کره یا فوتون حلقه می گویند.

در حقیقت این مدار آخرین حلقه ای است که نور امکان فرار از گرانش سیاهچاله را دارد .

📌@higgs_field

◾️یکی از مهمترین مسائل در مکانیک‌ کوانتومی درک رفتار الکترون هست.

الکترون ها به صورت اَبری از احتمال به دور هسته وجود دارن.

درسته که الکترون ها در مدارهای خاصی به دور هسته میچرخن اما الکترون ها به صورت اَبری از احتمال در اون مدارها، هستن.

از نظر تئوری، وقتی شما قسمتی از این اَبر رو مشاهده می کنید شانس این رو دارید که در اون قسمت از اَبر، الکترون رو پیدا کنین یا نکنین.

در حقیقت تا قبل از مشاهده، الکترون همزمان در همه نقاط اون اَبر وجود داره.

▪️به این قابلیت که الکترون و سایر ذره های زیراتمی میتونن در یک لحظه در چند جا باشن، میگن super position یا برهم نهی کوانتومی.

📌@higgs_field

انرژی تاریک از لحاظ ریاضی، با ثابتی به نام ثابت کیهان شناسی در معادله میدان نسبیت عام انیشتین جای گرفته. خوب اسمش روشه ثاااابت کیهان شناسی، یعنی یک عدد ثابت هست. این عدد ثابت باعث انبساط شتاب دار جهان و فاصله گرفتن نواحی مختلف جهان و کهکشان ها از هم میشه.

حالا فرض کنید این ثابت کیهان شناسی دیگه یه عدد ثابت نباشه و در حال زیاد شدن باشه اونوقت چه اتفاقی می افته؟

اگر ثابت کیهان شناسی ثابت نباشه و در حال افزایش باشه نتیجه : انرژی تاریک در طول زمان قویتر میشه و این یعنی:

نه تنها کهکشان ها و نواحی مختلف جهان از هم فاصله می گیرن بلکه خوده یک کهکشان هم تحت تاثیر این انبساط قرار می گیره و در نتیجه از هم پاچیده میشه و متلاشی میشه و این داستان در مورد منظومه شمسی و سیارات و حتی مولکول ها هم رخ میده و اون ها رو هم متلاشی میکنه.

آخرین مشاهدات و مطالعات کیهان شناسان با استفاده از تلسکوپ چاندرا نشون میده انرژی تاریک در حال قویتر شدن هست،حالا این که چقدر طول میکشه تا کار به جایی برسه که حتی اتم های بدن ما از هم بپاچه، بستگی به این داره که انرژی تاریک با چه نرخی در حال قوی شدن هست.

📌@higgs_field

◾️سیاهچاله‌ها به لحاظ گرانشی بسیار قدرتمند هستند. علاوه بر اندازۀ بسیار عظیمی که سیاهچاله‌ها دارند، می‌توانند نوری که از اطراف ِ آنها عبور می‌کند، را خمیده کنند. اتفاقی که در آن سوی افق رویداد سیاهچاله به وقوع می‌پیوندد. اگر فوتونِ در حال گذر از کنار سیاهچاله فاصلۀ خیلی نزدیکی با آن داشته باشد، در مدار پیرامون سیاهچاله به دام می‌افتد. این فرایند باعث تولید حلقه فوتونی یا گوی فوتونی می‌شود؛ حلقه‌ای کامل از نور که پیش‌بینی می‌شود “سیاهچاله” را احاطه کند. شما می‌توانید در عکس زیر جزئیات آن را ببینید. این عکس در سال ۱۹۷۸ میلادی توسط ژان پیِر لومینه تهیه شد.


📌@higgs_field

◾️مایکل جانسون” و همکارانش با مدل‌سازی‌های مختلف سعی کردند تا امکانِ شناسایی حلقه‌های فوتون را در مشاهدات ِ آتی خود بررسی کنند. آنان دریافتند که این کار امکان‌پذیر است، اگرچه به سادگی نیست. عکس‌برداری از سیاهچالۀ مسیه ۸۷ دستاورد بزرگی بود که با همکاری اخترشناسان و نهادهای مختلف انجام شد. تلسکوپ‌های سراسر جهان به همکاری با یکدیگر پرداختند تا یک طیف‌سنج خط مبنای بسیار بلند ایجاد کنند که در اصل تلسکوپ افق رویداد نامیده می‌شود. لذا می‌توان اختلاف زمان و فاصله دقیق میان تلسکوپ‌ها در این آرایه می‌تواند مورد محاسبه قرار بگیرد. به زبان ساده‌تر می‌توان گفت که تلسکوپ افق رویداد به معنای برخورداری از یک تلسکوپ به اندازه کره زمین است.
📌@higgs_field

◾️با نزدیک‌تر شدن به سیاهچاله، خم شدن نور بر اثر گرانش زیادتر می‌شود و به حدی می‌رسد که ما می‌توانیم بخش زیرین سیاهچاله را با حلقه نوری که محدوده آن را مشخص کرده است، ببینیم. این حلقه «حلقه فوتون» یا «کره فوتون» نام دارد که به دورسیاهچاله قرار گرفته است و حلقه‌ها به تدریج کم‌ نورتر و نازک‌تر می‌شود.
از آنجا که سیاهچاله شبیه‌سازی شده در این مدل کروی است، حلقه فوتون از هر زاویه دیدی، به شکل دایره است. در داخل حلقه فوتون سایه سیاهچاله دیده می‌شود که تقریبا دو برابر افق رویداد است؛ فاصله‌ای از سیاهچاله که نمی‌توان از آن فرار کرد.
جرمی اشنمن (Jeremy Schnittman) که این تصویرسازی را با کمک نرم‌افزارهایی خاص در مرکز پروازهای فضایی گودارد ناسا انجام داده است، توضیح می‌دهد: «این شبیه‌سازی‌ها به ما کمک می‌کند تا منظور انیشتین از انحراف فضا-زمان بر اثر گرانش را به خوبی بفهمیم. تا همین اواخر این تصویرسازی‌ها محدود به تخیل و کامپیوتر بود. من هرگز فکر نمی‌کردم که یک سیاهچاله واقعی دیده شود.»

📌@higgs_field

برای درک بهتر حلقه های فوتون و قرص بر افزایشی پیرامون یک سیاهچاله

═══════════════════
🆔 @Scientific_synthesis
═══════════════════

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/nasa-visualization-shows-a-black-hole-s-warped-world


سیاهچاله ها و حلقه های فوتونی پیرامون آن

تابش هاوکینگ (به انگلیسی: Hawking radiation) تابش جسم سیاه است که پیش‌بینی می‌شود به خاطر تأثیر کوانتومی در نزدیکی افق رویداد، از سیاه‌چاله تابیده شده باشد. این پدیده به ناماستیون هاوکینگ نامگذاری شده‌است. زیرا نخستین‌بار او در سال۱۹۷۴ (میلادی) بحث نظری وجود آن را مطرح کرد.

📌@higgs_field

جرم سیاهچاله های کلان جرم از طریق اندازه گیری سرعت گازها و ستاره های در حال گردش به دور آن ها، محاسبه می شود.

این اندازه گیری ها و محاسبات با استفاده از تلسکوپ های بسیار حساس و مشاهدات بسیار پیچیده انجام می شود.


📌@higgs_field

‍ گفته میشود که #سیارات از دیسک گازی که به سرعت میچرخیدند به وجود آمده است اما سرعت امروزی سیارات کندتر از چرخش دیسک گازی میباشد و به نظر میرسد که از سرعت زاویه ای انها کاسته شده است.
آنچه که مطرح است این میباشد که تا به حال در محاسبات از وجود میدان مغناطیسی چشم پوشی شده است در یک شبیه سازی که دانشمندان با کمک ابر رایانه "Piz Daint" در مرکز ملی ابر رایانه سوئیس (CSCS) در لوگانو به شبیه سازی دو میدان #گرانشی و #مغناطیسی همزمان به این پرسش پاسخ میدهند.


═══════════════════
🆔 @Scientific_synthesis
═══════════════════

اين كهكشان ، درخشان ترين كهكشان كشف شده در عالم است كه 300 تريليون برابر خورشيد درخشندگي دارد و 10 هزار برابر كهكشان راه شيري انرژي توليد مي كند .

📌@higgs_field

‍ دو مدل سیاهچاله وجود دارد:

♻️Schwarzschild - سیاهچاله های ثابت

♻️Kerr - سیاهچاله های چرخان

◾️سیاهچاله های شوارتزشیلد ساده ترین مدل هستند که هسته آن ها حالت چرخشی ندارد. این مدل سیاهچاله ها فقط یک تکینگی و یک افق رویداد دارند.
سیاهچاله Kerr، که معمول ترین مدل سیاهچاله ها است، حالت چرخان دارند، چرا که ستاره ی پیشین آن (که الان تبدیل به هسته شده) در حال چرخش بوده. وقتی که ستاره چرخان از هم فرو می پاشد، هسته به چرخش خود ادامه می دهد و این اتفاق زمانی که تبدیل به سیاهچاله می شود هم بنا به قانون پایستگی تکانه زاویه ای، ادامه دارد. سیاهچاله Kerr از موارد زیر تشکیل شده:

◾️تکینگی - هسته ی ستاره ی منهدم شده

◾️افق رویداد - ورودی سیاهچاله

◾️ارگوسفر یا کارکُره - ناحیه ای تخم مرغی شکل در ناحیه ای از فضا که دور تا دور افق رویداد را پوشانده. ارگوسفر همان ناحیه ای است که همه چیز کشیده شده به نظر می رسد. در این قسمت فضا به درون کشیده می شود اما هنوز چیزی را به درون سیاهچاله هدایت نکرده. ارگوسفر به خاطر چرخش سیاهچاله ایجاد می شود.

◾️حد استاتیک - مرز میان ارگوسفر و فضای حقیقی

◾️اگر جسمی وارد ارگوسفر بشود همچنان می تواند با به دست آوردن انرژی از چرخش تکینگی از سیاهچاله خارج شود. با این حال، هر چیزی که از افق رویداد بگذرد به درون سیاه چاله کشیده شده و هیچ وقت نمی تواند از آن خارج شود. کسی نمی داند که درون سیاهچاله چه اتفاقی رخ می دهد؛ حتی تئوری های فعلی فیزیکی ما نزدیک به یک تکینگی هم نیست.
اگرچه ما نمی توانیم سیاهچاله را ببینیم اما سه چیز را در ارتباط با آن می توانیم اندازه بگیریم: جرم، بار الکتریکی، سرعت چرخش (تکانه زاویه ای).
◾️جرم یک سیاهچاله را تنها از طریق سرعت گردش اجرام به دور آن می تواند محاسبه کرد. اگر سیاهچاله به دنبال خود همراهانی داشته باشد (برای مثال یک ستاره دیگر یا اجرام آسمانی عظیم) می توان شعاع چرخش یا سرعت مدار اطراف سیاهچاله را اندازه گرفت. ستاره شناسان با استفاده از قانون سوم کپلر جرم یک ستاره را اندازه می گیرند.

═══════════════════
🆔 @Scientific_synthesis
═══════════════════

◾️جت ها، پرتوهای نور قدرتمند پلاسما هستند که در امتداد محور چرخشی سیاهچاله ها به بیرون افکنده می شوند.


📌@higgs_field

◾️جت های نسبیتی به پرتوهای قدرتمند ذرات پرانرژی گفته می شود که از بسیاری سیاهچاله ها به بیرون راه می یابند. دانشمندان هنوز از نحوه ایجاد آنها اطلاع چندانی ندارند اما برخی این طور نظریه پردازی می کنند که گرانش شدید سیاهچاله ها باعث تحریف میدان های مغناطیسی شده و پلاسمای مغناطیسی را تحت فشار شدید در قرص برافزایشی سیاهچاله قرار می دهد .

📌@higgs_field

◾️فواره قطبی (به انگلیسی: Polar jet) پدیده‌ای است که اغلب دراخترشناسی مشاهده می‌شود و طی آن جریان‌هایی از ماده در راستای محور چرخش یک جسم فشرده به فضا پاشیده می‌شوند. این پدیده اغلب بر اثر برهمکنش‌های دینامیک در درون یک قرص برافزایشی به وجود می‌آید. وقتی که ماده در این فواره‌ها با سرعتی نزدیک به سرعت نور در فضا پخش می‌شود، به آن فواره نسبیتیمی‌گویند. بزرگترین فواره‌های قطبی در کهکشانهای فعال ماننداختروش‌ها دیده می‌شوند. دیگر سامانه‌هایی که اغلب دارای فواره‌های قطبی هستند عبارتند از : ستارگان متغیر فورانی،دوتایی‌های پرتو ایکس و ستارگان تی ثوری. از برهمکنش فواره‌های قطبی با ماده میان ستاره ای منجر به پیدایش اشیای هربیگ-هارومی‌شود.
گرچه هنوز چگونگی شکل‌گیری و انرژی فواره‌های قطبی تا حدود زیادی ناشناخته مانده‌است، اما دو پندار غالب در مورد منشا این فواره‌ها جسم مرکزی (مانند سیاهچاله) و قرص برافزایشی هستند.

📌@higgs_field