English

Contact us

نظر دهید

تماس با ما

فارسی

Welcome to CPH Theory Siteبه سایت نظریه سی پی اچ خوش آمدید

 

 

نظریه سی پی اچ بر اساس تعمیم سرعت نور از انرژی به ماده بنا شده است.

اخبار

آرشیو مقالات

 

سی پی اچ در ژورنالها

   

 

فروریزی گرانش

 

 

 


 

سعی می کنید چنان بلند بپرید که به پرواز در آیید و سطح زمین را ترک کنید و به فضای بیرونی راه یابید .

چه می شود ؟ چرا شما نمی توانید زیاد اوج بگیرید ؟

نیرو گرانش به سرعت شما را به زیر می کشد ؛ شما می توانید در هنگام پرش در سطح مریخ و ماه اوج بیشتری بگیرید زیرا هر دوی آنها از زمین کوچکترند . نیروی گرانش بروی سطح ماه 6/1 سطح زمین است . اساسا" شما در سطح زمین در دام افتاده اید ؛ مگر اینکه موشکی داشته باشید از سرعت گریز زمین بگذرد . اگر چیزی بتواند سرعت کافی را برای گریز از گرانش زمین  بدست آورد این امکان را دارد که به فضای بیرونی راه یابد .

ظاهرا" ماکسیمم سرعت ها در جهان سرعت نور است  حالا سؤال اینجا است که : اگر سرعت گریز سیارات از سرعت نور فراتر رود چه رخ می دهد و یا به عبارت دیگر چه می شود اگر گرانش به قدری قوی باشد که نور را به دام اندازد ؟

جواب این است شما در این صورت سیاهچاله ای را خواهید داشت ؛ سیاهچاله یک جسم گرانشی است که میدان گرانشی آن به حدی قوی است که نور هم قادر نیست از آن بگریزد . افق رویداد سیاهچاله جایی است که نور در گم می شود و سرانجام به داخل سیاهچاله فرومی افتد . هر چیز به درون افق رویداد راه یابد هرگز قادر نیست دوباره به خارج از افق بازگردد ، حتی فوتون های نور که سرعتی در حدود 300000 کیلومتر در ثانیه دارد .

سیاهچاله می تواند از متلاشی شدن گرانش ستاره ای که در حال مرگ است پدید آید ، ولی این ستاره باید حداقل 2 برابر خورشید جرم داشته باشد . میزان گرانش یک ستاره معمولی با فشارهای واکنش های هسته ای در هسته ستاره متناسب است. وقتی که ستاره پیر می شود تمام هیدروژن آن به هلیم تبدیل و هلیم هم به عناصر سنگین تر مانند آهن و نیکل تبدیل می شوند ، ولی دیگر بازدهی تبدیل هیدروژن را به هلیوم ندارد . این ستاره ها می توانند دارای سه سرنوشت باشند .

اولین و دومین رویداد برای ستاره هایی رخ می دهد که کمتر از 2 برابر خورشید جرم دارند (این سرنوشت برای ستاره هایی همانند خورشید خودمان رخ می دهد) این دو سرنوشت به دفع فشار فرمیونی وابسته است ، این موضوع در مکانیک کوانتومی به چشم می خورد . این دوحالت نمی توانند در حالت کوانتومی در زمان یکسان باشند . این دوسرنوشت پایا برای اینگونه ستاره ها فروریخته به صورتهای زیر خواهد بود :

 

1- کوتوله سفید : این حالت با دفع فشار فرمیونی الکترون ها در اتم های سنگین در هسته پشتیبانی می شود .

2- ستاره نوترونی : این حالت با دفع فشار فرمیونی نوترون ها در هسته ی اتم های سنگین در هسته پشتیبانی می شود .

اگر جرم ستاره فروریخته بیش از 2 برابر جرم خورشید باشد آنگاه دفع فشار فرمیونی الکترون ها و نوترون ها نیروی کافی را برای جلوگیری از فروریزی گرانش ندارند .

برآورد سن جهان چندین برابر متوسط عمر ستارگان است ، این بدان معنا است که ستارگان زیادی وجود داشته اند که حاوی جرمی بیشتر از دوبرابر خورشید بوده اند . این ستارگان از هیدروژن زاده شده اند و پس از پایان عمرشان رمبیده اند ، یعنی اینکه جهان باید حاوی تعداد زیادی سیاهچاله باشد ؛ همه ی اینها در صورتی صدق می کنند که مدل برگزیده شده برای آرایش آنها که توسط اخترفیزیکدانان تعیین شده است صحیح باشد .

سیاهچاله ها باید از ستاره های که بین 2 تا 100 برابر خورشید جرم دارند به وجود آمده باشند . راه دیگر آفریده شدن سیاهچاله این است که گرانش در مرکز خوشه های بزرگ ستاره ای فروریزد ، این نوع سیاهچاله از خورشید بسیار بزرگترند و جرم شان تا میلیون ها و یا حتی میلیارد ها برابر خورشید می رسد . اینگونه سیاهچاله ممکن است در هر مرکز هر کهکشان وجود داشته باشند ؛ برای مثال در مرکز کهکشان خودمان که راه شیری است سیاهچاله ای وجود دارد .

 

خواص سیاهچاله ها

 

بعد از پرتاب تلسکوپ فضایی هابل در سال 1990 بسیاری از مشاهدات آن به رصد سیاهچاله ها اختصاص داده شد . اما موضوع سیاهچاله ار کجا آغاز شد ؟ این موضوع در تئوری های نظری فیزیک آغاز شد به خصوص تئوری نسبیت عام اینشتین . فیزیکدانان برای شرح نیروی گرانشی سازگار با سرعت نور آن را به دست ریاضیات سپردند . حال چکیده ای مختصر از سیاهچاله های نظری را به عرض شما عزیزان می رسانم . این چکیده در مورد مدل نظری سیاهچاله ها است. می دانیم ما در حال مطالعه ی سیاهچاله ها هستیم ؛ ریاضیات نسبیت عام ما را قادر می سازد تا در مورد رفتار سیاهچاله ها پیشگویی کنیم  و همچنین این محاسبات ما را در درک و فهم این اجرام یاری می کنند . در نسبیت عام مسیر نور این امکان را دارد تا با بسیاری از توزیع های ماده و انرژی در معادله ای که به معادله خط اقصر معروف است محاسبه می شود . ( خط اقصر همان خطی است که کوتاهترین فاصله را در بین دو نقطه در یک سطح نشان می دهد ) زمانی که نور در سفر خود از خط اقصر از میان فضا زمان می گذرد هنگامی که با افق رویداد یک سیاهچاله روبه رو می شود هرگز نمی تواند بازگشتی داشته باشد . جالب است در جهانی که هیچ گاه چگالی انرژی منفی نمی باشد این رفتار نور موجب می شود در ریاضیات دو خاصیت قاطع از سیاهچاله ها نمایان شود .

1- مساحت رویه ی افق رویداد یک سیاهچاله ممکن است افزایش یابد ولی هرگز کاهش نمی یابد ، این بدان معنا است که ممکن است  دو سیاهچاله به هم متصل شوند و سیاهچاله ی بزرگتری را پدید آورند ولی هرگز یک سیاهچاله به دو قسمت تقسیم نمی شود .

2- در افق رویداد کشش گرانش ثابت و پایدار است و در هر جای افق رویداد مقدار آن ثابت است .

 

براساس خاصیت نخست برای سیاهچاله غیر ممکن است که محو شود زیرا سیاهچاله نمی تواند کوچک شود و یا به دو سیاهچاله کوچک تقسیم شود .

حال که ما می دانیم نور قادر به فرار از سطح سیاهچاله نیست پس ما چطور می توانیم امید داشته باشیم که سیاهچاله ها را ببینیم ؟

در این طبیعت ما جهانی را مشاهده می کنیم که از گرد و غبار و گازی که ستاره ها و کهکشان ها و سیارات را می سازد ساخته شده است و پر شده است . زمانی که گاز و غبار می خواهند به سیاهچاله سقوط کند آنها می توانند به سمت سیاهچاله مکیده شوند و بنابراین در این حالت سزیع می چرخند بنابراین اتم هایشان یونیزه می شود و تولید نور و روشنایی می کنند که به بیرون افق می گریزند و به ما می رسند . بنابراین ستاره شناسان و اخترفیزیکدانان با مشاهدات نجومی خود آنها را رصد می کنند ، هرچند که دیدن این نور هم چندان آسان نیست زیرا بسیاری از سیاهچاله این غبار بین ستاره ای را که یونیزه شده است جذب می کند و در این حالت بسیاری از خصیصه های پنهان می ماند .

در قسمت قبل دو اصل از خاصیت های سیاهچاله ها که در زمینه افق رویداد بودند گفته شد ؛ ما به آنها خواص کلاسیک می گوئیم زیرا آنها با حل معادلات اینشتن مشخص شده بودند . اینها معادلاتی هستند که در مکانیک کوانتوم کاربردی ندارند.

وقتی که ما مکانیک کوانتوم را به تحلیل کلاسیک سیاهچاله ها اضافه می کنیم چه رخ می دهد ؟

ساده ترین راه برای ترکیب نسبیت عام کلاسیک با مکانیک کوانتوم این است که پراکندگی ذرات را در فضا زمان خمیده مشاهده کنیم ، جایی که انحنای فضا زمان نمی تواند پراکنگی  ذرات کوانتومی واکنش نشان دهد این تا اندازه ای تقلید است . زیرا ما در حال محافظت از گرانش کلاسیک هستیم و فقط برای ذرات از فیزیک کوانتوم استفاده می کنیم . این رویدادی بسیار مبهوت کننده و مهم در تئوری سیاهچاله است .  

 

تباهی سیاهچاله

 

فیزیکدانی که پراکندگی ذرات کوانتومی را در فضازمان خمیده نظری مطالعه می کنند به این موضوع پی برده اند که تعریف ذرات و ضد ذرات به مشاهده گر وابسته است ، که در قاعده های همیشگی دربرابر تئوری نسبیت عام است . تصویری که از همه ی این مطالعات پدیدار می شود آن است که اگر فیزیکدانی به درون سیاهچاله چیزی پرت می کرد ، او تمایل نداشت هر رویداد خاصی را در افق رویداد ببیند . او فقط می خواست پیروز شدن بر نیروی گرانش عظیم را در مرکز مشاهده کند . هرچند اگر او فقط بیرون افق رویداد را با طنابی پیوسته با شستش محافظت می کرد انگشتش از داغی سوپ ساطع شده از سیاهچاله می سوخت . اما چطور ذرات می توانند از سیاهچاله خارج شوند ؟ در صورتی که حتی نور نمی تواند از سطح سیاهچاله بگریزد !

در فیزیک کلاسیک سیاهچاله ها افق رویداد مانعی مطلق برای هر چیز که می خواهد از آن بازگردد است . هر چند مکانیک کوانتوم آن را به صورت تردید کوانتومی آورده است و نوسان خلاء کوانتومی جایی که جیی که ذرات و ضد ذرات مرتب در حال آفریدن و نابودی یکدیگرند . یک جفت ذره و ضد ذره در لحظه ی کوتاهی واقع در خارج از افق رویداد سیاهچاله آفریده می شوند . قبل از آن جفت می تواند مانند همیشه نابود شود . ضد ذره به عقب افق رویداد مکیده می شود ، در صورتیکه ذره در جهت مخالف پس زده می شود و بیرون انداخته می شود ( یا بلعکس ) . سیاهچاله ذره را از میان افق رویداد پس می زند . در این صورت جرم به اندازه جرم ذره سیاهچاله کاهش یافته است ، حالا مساحت افق رویداد روبه کاهش گذاشته است . اما چطور این رویداد ممکن است ؟ این بدان معنا است که کل منطقه ی سیاهچاله در زمان کاهش خواهد یافت و سیاهچاله می تواند تباه شود و این برخلاف پیشگویی فیزیک اینشتین و غفلت مکانیک کوانتوم است .


 


منبع  : پارس اسکای 
نویسنده :
 امیرسجاد رضایی 
 


 

 

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 

26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

آخرین مقالات


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LEIBNITZ'S MONADS & JAVADI'S CPH

General Science Journal

World Science Database

Hadronic Journal

National Research Council Canada

Journal of Nuclear and Particle Physics

Scientific Journal of Pure and Applied Science

Sub quantum space and interactions from photon to fermions and bosons

آرشیو موضوعی

اختر فیزیک

اجتماعی

الکترومغناطیس

بوزونها

ترمودینامیک

ذرات زیر اتمی

زندگی نامه ها

کامپیوتر و اینترنت

فیزیک عمومی

فیزیک کلاسیک

فلسفه فیزیک

مکانیک کوانتوم

فناوری نانو

نسبیت

ریسمانها

سی پی اچ

 فیزیک از آغاز تا امروز

زندگی نامه

از آغاز کودکی به پدیده های فیزیکی و قوانین حاکم بر جهان هستی کنجکاو بودم. از همان زمان دو کمیت زمان و انرژی بیش از همه برایم مبهم بود. می خواستم بدانم ماهیت زمان چیست و ماهیت انرژی چیست؟


 

 


يکشنبه 1 دي 1392

22 December, 2013 13:27

free hit counters

Copyright 2013 CPH Theory

Last modified 12/22/2013