منو
 کاربر Online
860 کاربر online
 : نجوم
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   ناشناس   در :  دوشنبه 14 آذر 1384 [15:18 ]
  انتقال یافته از پرسش و پاسخ : مقاله (از طریق تماس با ما)
 

نام و نام خانوادگی:
امین محمودنژاد
حفره ی سیاه (1)
امین محمود نژاد عکس وفرمول ها را نیز برای شما می فرستم




بررسی وقایع روی داده در اطراف یک سیاه چاله از کارهای جالب برای اغلب اختر شناسان حرفه ای در مراکز بزرگ تحقیقاتی در جهان بوده است. چرا که این اجرام ، با اجرام دیگری که ما می شناسیم بسیار متفاوت بوده و این تفاوت موجب ایجاد حس کنجکاوی بسیاری در میان دانشمندان شده است.
ذراتی که از اطراف این اجرام به بیرون پرتاب می شوند بسیار پر انرژی هستند. همچنین طیف الکترومغناطیس گسیلی آنها از محدوده ی امواج رادیویی تا اشعه ی x و نیز کاملاً در بر می گیرد. این امواج انرژی زیادی دارند و تنها منبع ایجاد چنین تشعشات ، اجرام بسیار سنگین و چگال می توانند باشند که همچون یک شتابدهنده ، ذرات را به بیرون پرتاب می کنند . باید توجه داشت که گسیل این ذرات و انرپی در تمام سطح سیاه چال صورت نمی گیرد؛ و مکان های خاصی برای گسیل این ذرات و این فوتون ها وجود دارد. علت این امر هم چگال بودن بیش از اندازه ی این اجرام است که تغییرات شدیدی در فضای اطراف خود ایجاد می کنند.
در توضیح این مطلب باید گفت که فضای اطراف یک سیاه چاله با فضای دور تر از آن و نیز با فضای اطراف یک جرم کوچک مثل زمین بسیار متفاوت دارد این تفاوت ویژگیهای خاصی را نیز برای سیاه چاله ایجاد می کند. برای مثال باید گفت چیزی که امروزه فیزیکدانان از آن به عنوان افق رویداد سیاه چاله نام می برند همان تفاوت فضا زمانی اطراف یک حفره ی سیاه است. در توضیح افق رویداد سیاه چاله هم باید گفت فضایی در اطراف سیاه چاله است که فضا و زمان در دوسری آن بطور فاحشی متفاوت هست.
حال با توجه به این توضیحات می توان ایجاد حفره های عمیتاً فضایی در اطراف سیاه چاله ها را توضیح داد. چون حفره فضایی در اثر کشیدگی بیش از اندازه ایجاد و می شود و این کشیدگی را نیروی گرانش سیاه چاله فراهم می آورد. حال در زیر این پدیده را بطور کامل تر توضیح می دهیم:
با پایان یافتن عمر یک ستاره هنگامی که این ستاره با یک انفجار ابر نو اختری بزرگ مواجه می شود و مداد سنگین به طرف مرکز رانده شده و شدیداً متراکم می شوند. نیروی گرانشی فوق العاده قوی ایجاد می شود و مقداری از گازهای رانده شده دوباره جذب می شود . این گازها در اثر نیروی گرانش شدید سیاه چاله ی ایجاد شده شدیداً بر گردش در می آید در کنار این خود سیاه چاله نیز به دوران در می آید. این دوران بسیار سریع موجب می شود نیروی مرکز گرای کشنده به طرف قطب های سیاه چاله متمرکز شود . چنان چه مقدار زیادی از گازهای اطراف به طرف دو قطب به حرکت در می آیند و در آنجا با سرعت زیادی گردش می کنند . در این هنگام که دوران سیاه چاله اندکی شدت می گیرد و بطور کامل رمبیده می شود نیروی گرانشی شروع به کشیدن فضای اطراف سیاه چاله در مکانی که اندکی از افق رویداد سیاه چاله دورتر است می کند. این کشیدگی در قطب های سیاه چاله بطور بسیار محسوسی انجام می گیرد . به گونه ای که در یک لحظه دو حفره ی بسیار عمیق که عمق آن ها هم اندازه و جرم سیاه چاله بستگی دارد بطرف سیاه چاله ایجاد می شوند این دو حفره که در دو قطب سیاه چاله ایجاد می شوند ذرات را به درون سیاه چاله فرو می برند . ذرات کشیده شده در مکان هایی نزدیک به سیاه چاله به سرعت نور نزدیک می شوند. این ذرات شتاب گرفته به چند حالت مختلف در می آیند یا توسط سیاه چاله بلعیده شده و جذب می شود که در کنار آن زمانی که به سرعت نور نزدیک شدند انواع امواج الکترومغناطیسی را دز طول موج های مختلف گسیل می کنند . باید توجه داشت چون این ذرات بطور خاص فقط از درون حفره عبور می کنند؛ فوتون های گسیلی آنها هم در امتداد این حفره حرکت می کند و بصورت متمرکز از درون حفره یا به بیرون پرتاب می شوند یا به درون حفره می روند. همچنین ذراتورودی به حفره ممکن است در اثر سرعت زیاد به درون سیاه چاله کشیده نشوند و از کنار سیاه چاله به بیرون پرتاب شود . دراین حالت اگر این ذرات به گازهای اطراف برخورد نکنند می توانند در مکانی در اطراف خط استوای سیاه چاله به بیرون پرتاب شوند. این ذرات در این هنگام انرژی بسیار زیادی دارند و با سرعت های نزدیک به نور در فضا منتشر می شوند




.در مقالات قبلی به طور کامل توضیح داده شد که علل ایجاد نیروهای گرانشی متمرکز و برخی پدیده جانبی در اطراف سیاه چاله ها چگونه است و به طور مفصل در مورد این نیروها بحث شد اما برای اینکه دقیق تر شده و به عمق مطالب هم پی ببریم مجبور هستیم دوباره برخی مسائل را تکرار نمایم.
ما می دانیم که نیروی گرانشی در اطراف یک سیاه چاله بقدری زیاد است که امکان فرار برای ذرات به حد صفر میرسد.مگر در مواردی خاص و شرایطی که در مقالالت قبلی توضیح دادخ شد.اما این نیروی گرانشی را می توانیم به حالت ای مختلف بررسی کنیم . نیروی گرانشی که در میدان گرانشی ایجاد می شود یا نیروی گرانشی توسط ذرات گراویتون حمل شده و به ذرات دیگر اثر می کند.در ابتدای امر از شما دعوت می کنیم یک سیاه چاله بزرگ را در نظر بگیرید فرض کنید این سیاه چاله با قدرت کشش بالا سرعت دورانی پایینی دارد سوالی که اینجا مطرح میشود این است که ذرات چگونه به داخل کشیده می شوند؟ جوابی که ما داریم این است که این ذرات در خط تقریبا مستقیم و در جهتی که وارد شده اند به سطح بر خورد می کنند.حال همین سیاه را با سرعت گردش بالا در نظر بگیرید اینجا دیگر ذرات مثل حالت اول به بالا کشیده نخواهند شد .علت هم این است که وقتی سیاه چاله رمبیده ، با سرعت بالا دوران می کند به همراه خود فضا و زمان و یا ذرات گراویتون را به چرخش به دور خود وادار می سازد.در نتیجه جهت گیری ذرات هم در جهت حرکت همین گراویتون ها خواهد بود و ذرات فقط در نزدیکی سطح چاله از حرکت دایره ای باز خواهند ایستاد .حال همین مطلب را در تمام سیاه چاله بسط داده و اینگونه بحث را پیش می بریم که اگر ذرات گراویتون که حامل نیرو هستند در اطراف سیاه چاله گردش کنند ؟با سرعتی ثابت در تمام سطوح حرکت خواهند کرد ؟
جواب این سوال خیر است.
قبل از پاسخ کامل به این سوال در مورد مطلب فوق یک مثال می زنیم : اگر شما ماهواره ای را با یک موشک قدرتمند به بالای جو منتقل مرده و این ماهواره را به حال خود رها کنید چه اتفاقی میوفتد ؟ خوب معلوم است این ماهواره بعد از دقایقی با سرعت بالا با زمین بر خورد خواهد کرد. ولی اگر این ماهواره را توسط موشک دیگری با سرعتی مشخص به حرکت در اوریم دیگر این ماهواره با زمین بر خورد نخواهد کرد و در مدار مشخص خود با تناوب منظمی حرکت خواهد کرد.پس در مورد سیاه چاله ها هم چرخش سیاه چاله تقریبا همان نقشی را ایفا می کند که موشکهای ماهواره ایجاد می کند اما در جواب سوال باید گفت اگر این حرکت دایره ای در اطراف سیاه چاله ها را به طرف قطب های سیاه چاله منتقل کنیم قضیه فرق خواهد کرد

همان گونه که در شکل (1) ملاحظه می کنید ذره ای با زاویه ای مشخص در حال حرکت به سمت سیاه چاله است در حالی که به خود سیاه چاله هم با سرعت بالا گردش می کند و فضای اطراف را نیز به حرکت در می آورد . اگر این ذره بر روی فضا زمان و یا ذرات گراویتون نیرو وارد کرده و روی انها حرکت دایره ای انجام دهد با سرعتی مشخص که رفته رفته در اثر نزدیک شدن به سیاه افزایش می یابد و طرف مرکز حرکت خواهد کرد .ضمن اینکه یک شتاب مرکز گرا نیز در جهت مستقیم به علت گردش به طرف خط عمودی که از مرکز دایره می گذرد به آن وارد می شود و حال رابطه ی این حرکت را بدست می آوریم.در شکل 2 گرانیگاه ذره به عنوان ذره ای که بر مسیر دایره حرکت می کند . در نظر گرفته شده است . دو نیروی وزن و عمودی تکیه گاه بر ذره اثر میکنند . اگر محور های مختصات را افقی و قائم در نظر بگیریم لازم است نیروی عمودی را به مولفه هایش تجزیه کنیم (برای ان که بردار نیروی مرکز گرا در جهت مثبت باشد جهت مثبت محور ایکس را به طرف چپ تعریف کرده ایم) با توجه به توضیحات بالا نبروی کل هم نیروی وارد شده ی نهایی بر ذره اسن . از برایند نیروهای وزن و عمودی تکیه گاه بدست می اوریم .حتمامتوجه شده اید که زاویه بین نیروی عمودی و جهت مثبت محور عمودی برابر الفا است .(زیرا راستای نیروی عمودی بر شیب عرضی و راستای محور عمودی بر سطح افق عمود است و می دانید هرگاه اضلاع دو زاویه نظیر به نظیر بر هم عمود باشند. ان دو زاویه نیز با هم برابرند)(تمام محاسبات در داخل افق رویداد سیاه چاله معتبر هستند)
بعد از توضیحات بالا در مورد ایجاد حفره هم باید گفت چون ذره یا ذرات گراویتون در مسیر دایره ای حرکت شتاب دار دارند به دیواره ی حرکت خود که همان ذرات گرائیتون دیگر است نیروی مخالف وارد می کنند در نتیجه این ذرات حامل نیروی گرانشی از مرکز گردش دور شده و یک حفره که از سطح خارج افق رویداد شروع می شود و به سطح سیاه چاله میرسد ایجاد شده و ذرات در سطح بین حفره که یک طرف ان افق رویداد است و طرف دیگر انم فضای بدون گرانشی شدید حرکت می کنند - شکل 3
نبروی کل وارد شده بجز خط مستقیم که از خط استوای سیاه چاله می گذرد همیشه بیشتر از نیروی وزن است و فقط در همین یک مورد نیروی خالص به خاطر اینکه از سطح نیروی عمودی تکیه گاه به جسم اثر نمی کند برابر وزن جسم است







  امتیاز: 0.00     
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline حسین خادم 4 ستاره ها ارسال ها: 1813   در :  دوشنبه 28 آذر 1384 [11:50 ]
  > انتقال یافته از پرسش و پاسخ : مقاله (از طریق تماس با ما)
 

با سلام

با تشکر از مطالب خوبی که ارائه نمودید.

گروه علمی نجوم مقاله شما را بررسی کرده و با اصلاحات اعمالی ظرف روزهای آینده در شبکه بارگذاری خواهد شد.
اگر ممکن هست منابع مقاله خود را هم ارائه نمایید.

موفق باشید.

  امتیاز: 0.00