مشخصات این فایل
عنوان: سیاهچاله های فضایی
فرمت فایل: word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 119
این مقاله درمورد سیاهچاله های فضایی می باشد.
بخشی از تیترها به همراه مختصری از توضیحات هر تیتر از مقاله سیاهچاله های فضایی
سرگذشت مختصری از مرگ یک ستاره
مسلماً تا کنون هر یک از انسان ها تا حدی با قوانین گازها حتی در حد تجربی سر و کار داشته اند. یکی از این قوانین که با استناد به آزمایش در آزمایشگاه ثابت می شود این است که یک گاز هرگاه در فضای ظرفی قرار گیرد به طور یکنواخت در آن ظرف پخش می شود. این اثر را می توانیم بعینه در فضای اطراف خود مشاهده کنیم. اما این قانون به ظاهر ساده فقط در محیط ما صادق است. اگر کمی از محیط زمین تجاوز کنیم و به محدوده ی گازهای میان ستاره ای در فضای بیکران پای بگذاریم متوجه خواهیم شد که این قانون دیگر برای ابرهای عظیم درست نیست. زیرا آنها از قانون دیگری پیروی می کنند.
در این ابرها دما به قدری است که دیگر انرژی جنبشی مولکول های گاز به حدی نیست که بتوانند از ابر بگریزند در این شرایط آنها تحت تأثیر گرانش ابر به کانون آن که عمدتاً در مرکز ابر است سقوط می کنند.
در این صورت ابر در خود جمع خواهد شد البته باید برای این حرف یک تبصره نیز بیاوریم. ابر مورد نظر ما باید دارای شرایطی باشد از جمله اینکه باید شعاع آن از مقداری معین که با توجه به جرم مولکول های گاز، چگالی و دمای آن تعیین می شود تجاوز کند. در مرکز این ابر آنقدر مولکول های بر روی همدیگر سقوط می کنند تا اینکه آن ابر عظیم گذشته تبدیل به یک توده می شود در این شرایط آن قدر این مولکول ها با هم برخورد می کنند که ابر گرم می شود. میزان این برخوردها به حدی افزایش می یابد که گرمای حاصل از آن بسیار زیاد می شود. این گرما به حدی است که به اتم های....(ادامه دارد)
بخش اول :
نسبیت خاص Special relativity
او تجسم خرد ناب بود، استادی که انگلیسی را با لهجه آلمانی تکلم می کرد، کسی که چهراه اش به عنوان یک کلیشه خنده دار در هزاران عکس و فیلم به نمایش درآمده است. سیمای منحصر به فرد او با آن موهای بلند و آشفته بلافاصله قابل تشخیص بود. درست 101 سال پیش بود که آلبرت اینشتین با انتشار چند مقاله به شهرتی جهانی رسید. یکی از این مقالات در رابطه با الکترو دینامیک اجسام متحرک بود که امروزه ما آن را نسبیت خاص می نامیم. نسبیت خاص نتایج بسیار و شگفت آوری را برای فیزیک رقم می زند. از جمله اتساع، زمان، کاهش طول خط کش و یا هم ارزی جرم و انرژی.
دو اصل اساسی نسبیت خاص عبارتند از :
1- قوانین فیزیک در تمام دستگاههای لخت یکسان است و هیچ دستگاه مرجع مطلقی در جهان وجود ندارد.
2- سرعت نور در فضای تهی و در تمام دستگاههای لخت ثابت است.
اما چیزی که به کار ما می آید و همچنین یکی از مهم ترین دستاوردهای نسبیت خاص نیز هست، این است که فضا را از سه بعد به چهار بعد ارتقاء می دهد. بعد چهارم که فضا زمان نامیده می شود از پیوند بین زمان و سه بعد فضایی حاصل می شود.....(ادامه دارد)
اما اصولاً زمان چیست؟
در فیزیک دو تعریف وجود دارد که هر دوی آنها بر اساس قانون دوم ترمودینامیک که به آنتروپی می انجامد مورد بررسی قرار می گیرند. تعریف اول که تعریف ترمودینامیکی زمان نامیده می شود بر پایه اصول ترمودینامیک که بسیار ساده و قابل فهم نیز هستند بنا شده است. این تعریف زمان در سطوح و سیستم های ساده مورد بررسی قرار می دهد و بر اساس اصل دوم قانون ترمودینامیک است که می گوید : بی نظمی و اختلال با زمان توسعه داده می شودکه اصطلاحاً به آن آنتروپی می گویند.
برای مثال، شما تاقتان را در صبح یک روز تعطیل در نظر بگیرید که بسیار بهم ریخته و بی نظم است و مادرتان بهش ما گفته است که اتاق را مرتب کن. مسلماً شما اتاق را مرتب خواهید کرد و پیش خود خواهید گفت که من از بی نظمی کاسته ام و به نظم افزوده ام. در نتیجه آنتروپی جهان کاهش یافته است. ولی اگر در این اندیشه اید بهتر است طرز فکرتان را تغییر بدهید زیرا شما نیروی فکر و انرژی مصرف کرده اید و آن را به یک حالت غیر قابل استفاده تبدیل کرده اید. در نتیجه به آنتروپی جهان افزوده اید.
حال بیائیم زمان را از منظری دیگر به بحث و گفتگو بگذاریم، این روش تاریخ مدارانه نام دارد. همان طوری که نامش برمی آید شما در این روش به زمان گذشته و آینده سروکار ....(ادامه دارد)
گرانش اثر هندسی جرم بر فضا- زمان اطراف خود است
این بدان معنا است که هر میزان گرانش به خمیده شدن آن توسط جرم بستگی دارد. همانطور که می دانیم هر چه جرم جسمی بیشتر باشد انحنایی که در بافت فضا – زمان ایجاد می کند بیشتر خواهد بود در نتیجه گرانش آن نیز بیشتر خواهد بود. این بارها آزموده شده است و مورد تأیید دانشمندان واقع شده است. نمونه ای بارز از آن در سال 1919 بود. زمانی که یک کسوف کامل روی داده بود نور یک ستاره از کنار خورشید عبور کرد و حدود یک هزارم درجه تغییر مسیر داد. اگر به یاد داشته باشید در فصل اول زمانی که کوتوله های سفید و ستاره های نوترونی به بحث گزاردیم در بابه لای صحیت هایمان از انحانی نور در هنگام عبور از کنار آنها سخن گفتیم. دلیل این خمیدگی را اکنون شرح داده ایم تا قابل درک باشد. ممکن است این سوال برای شما پیش بیاید که چرا یک ستاره ی نوترونی با جرم خورشید در مسیر حرکت نور 46 درجه انحنا ایجاد می کند ولی خود خورشید در حدود یک هزارم درجه؟ پاسخ را با توجه به نسبیت عام می توان شرح داد. فرمولی که در نسبیت عام برای محاسبه ی این انحنا وجود دارد به دو کمیت جرم و شعاع جسم بستگی دارد البته با اولی رابطه ی مستقیم و با دومی رابطه ی عکس دارد. همچنین در چند ماه گذشته تلسکوپ جادویی هابل جلوه ای بسیار زیبا از این اصل نسبیت را به جهانیان نمایاند.
اینشتین در سال 1936 پیش بینی کرد که هرگاه نور اجرام دور دست از کنار اجرام عظیم کیهانی گذر کند بر اثر انحنای ایجاد شده آن اجسام در فضا – زمان حلقه ای کامل به وجود می آید که حلقهی اینشتین نامیده می شود. هابل این صحنه را به جهانیان نشان داد. این اجرام پر جرم دو کار انجام می دهند :
1- همانند یک عدسی عمل می کنند و تصویر را بزرگتر جلوه می دهند.
2- نور اجرام دوردست را که نور مذکور از آن می آید را تشدید می کند و ما می توانیم اجرام کم نور را با این راه کار مشاهده کنیم. این پدیده ی جالب همگرایی گرانشی نام ....(ادامه دارد)
سفر در زمان :
از زمان های قدیم و شاید از زمانی که انسان مفهوم زمان را درک کرده است یکی از جالب ترین موضوع ها برایش موضوع سفر در زمان بوده است. بی شک تا کنون در سینما یا تلویزیون در این رابطه فیلم هایی دیده اید که در آنها از ماشینی اغراق آمیز با سرعت باور ناکردنی برای سفر در زمان استفاده می شود و اگر فیلمی ندیده اید لااقل کتابی در این رابطه خوانده اید. اما آیا این حرف سندیت علمی دارد؟
آنچه که ما امروز از علم دریافته ایم سه راه برای این کار است که ناممکن به نظر می رسند ولی در علم امروزی شناخته شده اند. یکی از این سه راه با وجود یک سیاهچاله تحقق پیدا می کند ما با صرفنظر از دو راه دیگر این راه را که مربوط به بحث این مطلب است شرح می دهیم.
بر طبق نظریه های رایج بوسیله یک سیاهچاله کر می توان در زمان سفر کرد و به جهان های دیگر رفت اما چگونه؟
از تمام خواص عجیب و غریب سیاهچاله ها هیچ یک عجیب تر از حل معادلات اینشتین نیست؛ این معادلات به ما می گویند که این چاله ها در فضا – زمان می توانند همچون پلی به دیگر زمان ها عمل کنند. این گفته می تواند سوژه خوبی برای داستان های علمی – تخیلی باشد. قضیه جهان های موازی بصورتی است که می گوید جهان های کاملا مجازی از جهان ما وجود دارد. در میان بسیاری از تفکرها همچون طبیعت این جهان ها، این عقیده وجود دارد که اگر ما در این جهان ها ساکن شویم آنگاه زندگیمان اندکی تفاوت خواهد کرد. هرچند که امکان دارد نسخه های موازی برای جهان وجود داشته باشند و یا نباشند. این نظریه غیر عاقلانه به نظر نمی آید زمانی که با معادلات ناشناس مکانیک کوانتوم ارتباط برقرار می کند. هر چند که هستی این جهان ها در زمان حال صرفا تعبیری تئوریکال است.
آینده در نمودار فضا – زمان در نوک نمودار قرار گرفته است. تمام حرکت ها در فضا باید سیری در 45 درجه خط زمان که عمودی است داشته باشد. مسیرهایی که کجی آنها بزرگتر از 45 درجه است فضا مانند هستند که سریعتر از مسافرت نور است. همانطور در منطقه زیر خط 45 درجه سایه ای خاکستری و نشانی ممنوع پرتو افکنده است. پروفسور راجر پن رز از دانشگاه آکسفورد نوع پیشرفته ای از نمودار فضا – زمان را ترسیم کرده است که برای یافتن راه حل های معادلات سیاهچاله ها بسیار مفید است.
این نمودار به سرعت اتصال سیاه چاله ها را با جهان های موازی نشان می دهد. ....(ادامه دارد)
سیاهچاله ها وجود ندارند؟
اختر شناسان آمریکائی ادعا می کنند که ممکن است پدیده ای بنام سیاه چاله ها وجود نداشته باشد.
آنها هر چه را که در مسیرشان قرار بگیرد می بلعند و ذهن درخشانترین دانشمندان را بخود مشغول کرده و نرمش می دهند. اما یک گروه از دانشمندان ادعا می کنند که ممکن تصویر سیاه چاله ها بعنوان پدیده هائی بهت آور بطور نامید کننده ای اشتباه باشد. در واقع ، ممکن است که این پدیده ها اصلا وجود نداشته باشند.
به گفته این محققین ، نظر سنتی اختر شناسان در مورد کیهانی که سیاه چاله هائی نامرئی و همه چیز خوار در آن پراکنده هستند می بایست با یک نظریه دیگر جایگزین شود. این نظریه توپ های مغناطیسی و عجیبی از پلاسما را جایگزین سیاه چاله ها کرده است.
اگر این یافته تائید گردد – چیزی که برخی دانشمندان در افق واقعیت نمی بینند – فرضیه نشات گرفته از محاسبات زمین شناس انگلیسی در 1784 که توسط اینشتین تائید گردید و توسط چهار قانونی که پروفسور استفن هاوکینگ آنها را مطرح کرد بگونه ای اساسی واژگون خواهد شد.....(ادامه دارد)
فهرست مطالب مقاله سیاهچاله های فضایی
مقدمه
فصل اول
سرگذشت مختصری از مرگ یک ستاره
فصل دوم
مفاهیم مربوط به سیاهچاله
سیاهچاله و نسبیت عام
گرانش اثر هندسی جرم بر فضا- زمان اطراف خود است
سیاهچاله و اصل عدم قطعیت هایزنبرگ
اما اساساً اصل عدم قطعیت چیست و چه بیان می کند؟
شوارتتز شیلد و سیاهچاله
اما حلقه ی تکینگی یا عریانی تکینگی چیست؟
اما تعریف افق رویداد در متریک شوارتز شیلد چیست؟
ابر سیاهچاله ها :
سفر در زمان :
آیا سیاهچاله واقعاً سیاه است؟
حجـم سیاهچاله
آیا درون سیاهچاله ها اثری از حیات وجود دارد؟
سیاهچاله های فوق حجیم
فرضیه چگونگی بوجود آمدن سیاهچاله های فوق حجیم
سیاهچاله ها حتی قوانین فیزیک را هم می بلعند
سیاهچاله ها وجود ندارند؟
تازه هایی درباره سیاه چاله
منابـع :
دانلود مقاله سیاهچاله های فضایی
