۱۳۸۹ خرداد ۱۷, دوشنبه

سیاه چاله – قسمت اول


سیاه چاله چیست؟

سیاه چاله ها اجرام فضایی دارای شعاع بسیار کم ( در حدود یک دهم شعاع زمین ) و جرم بسیار زیاد هستند( حداقل دو و سه دهم برابر جرم خورشید ) . برای مثال جسمی به اندازه یک قوطی کبریت از سیاه چاله ، ده میلیارد تن وزن دارد.

سیاه چاله چگونه بوجود میاید؟

برای آنکه به چگونگی شکل گیری یک حفره سیاه پی ببریم، باید شناختی اجمالی از حیات یک ستاره از آغاز تا انجام داشته باشیم. وقتی مقادیر زیادی گاز ( عمدتا هیدروژن ) تحت تاثیر جاذبه گرانشی خود، شروع به فروپاشی( انقباض )می کند، ستاره ای بوجود می آید. بهنگام انقباض، اتمهای گاز بیشتر و بیشتر و هر بار سریعتر از پیش با یکدیگر برخورد می کنند و در نتیجه گاز داغ می گردد و بالاخره چنان گداخته می شود که اتمهای هیدروژن پس از برخورد با یکدیگر، دیگر از هم جدا نمی شوند، بلکه با هم درمی آمیزند و بدینسان اتم هلیوم شکل می گیرد. حرارت ناشی از این واکنش ، که مثل یک انفجار کنترل شده بمب هیدروژنی است، باعث درخشش نور از ستاره می گردد. این حرارت اضافی، همچنین فشار گاز را تا آنجا افزایش می دهد که با جاذبه گرانشی اش برابر شود، و به این ترتیب، انقباض گاز متوقف می شود. ستارگان به همین نحو مدتهای دراز پایدار می مانند، یعنی حرارت ناشی از واکنشهای هسته ای با جاذبه گرانشی شان متوازن است. اما عاقبت، هیدروژن و دیگر سوخت های هسته ای ستارگان به پایان می رسد. نکته تناقض آمیز اینجاست که هر چه سوخت آغازین ستاره بیشتر باشد، زودتر تمام می شود. زیرا هر چه جرم ستاره بیشتر باشد، برای خنثی کردن جاذبه گرانشی اش، باید داغتر شود، وهر چه داغتر شود، سوختش زودتر به پایان می رسد. وقتی سوخت ستاره ای به پایان می رسد، شروع به سرد شدن می کند و در نتیجه منقبض می گردد.

اگر جرم ستاره ای کمتر از یک و نیم برابر جرم خورشید باشد، سرانجام از انقباض باز خواهد ایستاد و احتمالا وضعیت نهایی آن عبارت خواهد بود از جسمی با شعاع چند هزار مایل و چگالی ( فشردگی ) صدها تن در اینچ مکعب که آنرا (( کوتوله سفید )) می نامیم. نیروی رانش بین الکترون های کوتوله سفید، که از اصل طرد پاولی ناشی می شود، بقای آنرا تامین می نماید. وضعیت نهایی محتمل دیگری نیز برای یک ستاره می توان قایل شد، ستاره ای با جرم حدی تقریبا یک تا دو برابر خورشید، اما از یک کوتوله سفید هم بسیار کوچکتر. اینبار بجای رانش بین الکترونها، دافعه میان نوترونها و پروتونها است که موجب بقای ستاره می گردد. شعاع این ستارگان حدود ده مایل است و چگالیشان صدها میلیون تن در اینچ مکعب می باشد.
اما اگر جرم ستاره از حد بحرانی ( یک ونیم تا دو برابر جرم خورشید ) بیشتر باشد هیچ چیز نمی تواند مانع گرانش و فروپاشی ستاره در داخل خودش شود. ستاره مثل آوار داخل خودش می ریزد و مچاله می شود. این عمل آنقدر ادامه پیدا می کند که حجم آن نزدیک به صفر، چگالی بی نهایت و قدرت گرانشی فوق العاده زیاد ( که هر چیزی در اطراف خود را فرو می بلعد ) می شود، آنچنان که حتی نور هم نمی تواند از جاذبه آن ( ثانویه به ایجاد انحناء شدید در فضا – زمان ) بگریزد.

هیچ نظری موجود نیست:

ارسال یک نظر