سیاه چاله ها

[narcissus flower]

سلام برآن شدیم تا به بررسی یکی از اجرام جذاب یعنی سیاه چاله ها بپردازیم.

میدانیم که ستاره های خیلی سنگین (حداقل 5 برابر جرم خورشید) در پایان عمرشون میتونند سیاه چاله تبدیل شوند.در تمام عمر ستاره یک جدال همشگی بین گرانش و نیروهای دیگر هست .تا اینکه ستاره سوخت هسته ای خودش رو مصرف میکنه و دیگه هیچ نیرویی جلودار گرانش این جرم سنگین ستاره ی پیر ما نیست و گرانش به سمت داخل به بقیه نیرو ها غلبه میکنه و ستاره جرم خودش رو شروع میکنه به بلعیدن. این حرکت به قدری ادامه میکنه که حجم این مجوعه ی جرمین خیلی خیلی کوچک میشه وپس از طی مراحلی یک سیاه چاله تشکیل میشود.

تلاش میشود در این تاپیک با کمک هم بیشتر و بهتر سیاه چاله ها را بشناسیم.... چون این موجود توانایی های جالبی داره...

دسترسی سریع به موضوعات

تکینگی

شعاع شوارتزشیلد

افق رویداد

فوتوسفر

ارگوسفر

سیاه چاله ی شوارتزشیلد

تابش هاوکینگ

سیاه چاله ی ریزنر -نوردستروم

سیاه چاله ی کر و 2

توجه:مطالب در یک پست خلاصه نشده بنابراین برای دریافت مطالب بیشتر به ادامه ی هر موضوع هم مراجعه کنید.

[مداد رنگیهام]

ببینید یه افق رویداد در واقع مثل یه کره س که دور نقطه تکینگی رو گرفته حالا اگه نور از افق بیرونی بره بره داخل مطمئنا نمیتونه از اونور سیاهچاله بزنه بیرون چون در امتداد مسیرش بازهم افق رویداد قرار داره که سرعت گریزش بیشتر از سرعت نوره.

فرض ها رو خوندین؟
من هدفم از گذاشتن این پست این بود که بفهمم کدوم فرض درسته؟آیا سرعت جسم در بین دو شعاع بیشتر از سرعت نوره و فضای داخلی شعاع بزرگتر تا نقطه تکینگی سرعت گریز بیشتر از سرعت نور هست؟ یا 2.سرعت گریز بین دو افق رویداد بیشتر از سرعت نوره ودر کل سیاهچاله به جز فضای بین دو افق رویداد سرعت گریز از سرعت نور کمتر میشه؟

[mohsen4465]

البته اینم باید داشته باشیم که تو سیاهچاله هیچ کدوم از قوانین فیزیکی از جمله ثابت نور کاربرد نداره و همش اونجا نقص میشه

قراره وقتی از افق رویداد عبور کردیم , رنگ وبوی عجیب به خودش بگیره دیگه!!
بعدشم ما گفتیم با عبور از افق رویداد , سرعت فرار فراتر از سرعت نور میشه .چون جاذبه و گرانش خیلی قوی میشود .به خاطر همین بود که هیچ چیز نمیتونه فرار کنه...
و همه چیز باید فرو ریزش کند.
با عبور از افق رویداد قوانین متفاوت از جهان بیرونی هست.

همچنان برای من باورش سخته. اگه فرض کنیم ذره ای پس از عبور از افق رویداد سرعتش بیشتر از سرعت نور بشه در اینصورت اگه داخل افق با خود هسته سیاه چاله برخورد نکنه در اینصورت پس از دور زدن هسته سیاه چاله میتونه با سرعتی فراتر از سرعت نور از هسته سیاه چاله دور بشه. این یعنی اینکه میتونه از دام سیاه چاله فرار کنه و از داخل افق خارج بشه. اما با فرض اینکه هیچ ذره ای نتونه از ثابت c سریعتر حرکت کنه در این صورت ذره پس از رسیدن به هسته سیاه چاله همچنان سرعت c رو داره در حالی که برای فرار نیاز به سرعتی فراتر از c داره و در نتیجه نمیتونه از افق خارج بشه. حالا بازم مطمئن نیستم.

[aysa]

ببخشيد من موضوع رو دقيقا نگرفتم.
چرا يايد قوانين توي سياهچاله نقض بشه؟مگه سياهچاله ها خودشون از قوانين نسبيت به وجود نيومدن؟من كه اين طوري ميدونستم.
يكي هم اينكه منظورتون از سرعت cچيه؟آخه مگه نمي گفتيم سرعت كشش سياه چاله بيشتر از نوره؟خب در اين صورت ديگه لازم نيس كه بگيم با سرعت cحركت ميكنه!
در ضمن اگه با اون سرعتم حركت كنه قبل رسيدن به هسته كاملا تبديل به انرژي ميشه .اصن سياه چاله ميتونه انرژي رو هم بكشه؟
من كه كلا قاطي كردم!!!
فك كنم بايد بي خيال شم.
يه سؤال ديگه:اين همه كه گفتين چه ربطي به سياهچاله ي باردار داشت؟

[narcissus flower]

یه جوونی (من)یه سنگی میاندازه تو چاه, کلی دانشمند(شما) نمیتونند درش بیارند.... پوزش بابت بی دقتی

من متن اصلی ونووشته ی خودم رو خوندم و بالاخره متوجه یه چیزی شدم که امیدوارم بهمون کمک کنه:
در بین دو افق فضا شبیه ابشار هست وسریعتر از سرعت نور فرومی ریزه.

Between the two horizons space is like a waterfall, falling faster than the speed of light, carrying everything with it

The velocity slows all the way to zero at the turnaround point r0 inside the inner horizon

حالا به نظر شما این کدام یک از تعریف های شما رو پوشش میده؟
من تصورم این هست که مثل این میمونه که بخواهیم از دیواری بالا بریم که داره با سرعت بیشتر از سرعت نور فرومیزه , آیا میتونیم ازش بالا بریم؟؟ حتی اگر سرعت فرار شما سرعت نور باشه نمی تونید ازش بالا برید .چون ما نمیتونیم سرعت بیش از نور داشته باشیم .در مورد دیگه به نظرمنظورش به این صورت بوده که ما یه منحنی cosی داریم .یعنی از افق خارجی نگاه کنیم, سرعت فرو ریزش فضا کم بوده و رفته رفته افزایش پیدا کرده و دوباره در نزدیکی افق داخلی سرعت کم شده و بعد در مکانی درون افق داخلی هم کلا سرعت صفرشده

aysa
چرا يايد قوانين توي سياهچاله نقض بشه؟مگه سياهچاله ها خودشون از قوانين نسبيت به وجود نيومدن؟من كه اين طوري ميدونستم.

ببینید ما بعد از افق نمیدونیم چه اتفاقی رخ میده , چون سرعت فرار بیشتر ازCهست و فرار همه چیز منتفی هست , نمیدونیم چه اتفاقی رخ میده , اما گفته میشه که در تکینگی سیاه چاله قوانین فیزیکی تعریف نمیشوند یعنی نمیدونند که چی میشه...

ين همه كه گفتين چه ربطي به سياهچاله ي باردار داشت؟

طبق متریک
Reissner-Nordström که پیش فرضش بار دار بودن سیاه چاله هست ,به دست میاد که این نوع سیاه چاله دو تا افق داره .در غیر اینصورت اگر خنثی باشه میشه همون سیاه چاله شوارتزشیلد...

فك كنم بايد بي خيال شم.

اصن سياه چاله ميتونه انرژي رو هم بكشه؟

چرانتونه؟؟
اگر تابش هاوکینگ رو بی خیال بشیم ,هر چیزی که مرز سیاه چاله عبور کنه , جذب خواهد شد.
و اینکه جرم وانرژی هم ارز هم هستند...
و لطفا بی خیال نشید, اینجا هستیم تا از هم یاد بگیریم نه از من!!!

[mahnaz mazlomzadeh]

سوال ؟
اصلا چرانور قرمز میشه؟

چرا این اشعه ها به صورت عمود یعنی از ابعاده بالا و پایین سیاه چاله بیرون میان؟ و این نوری که مشاهده میشه فقط اشعست یا ممکن فلز یا چیزه دیگری در ان باشد ؟
در واقع سیاه چال پس از بلعیدن چیزی مواد اضافه و سنگین ان را به بیرون فضا پرتاپ میکند؟ حالا من میخوام بدونم اگه یه سیاه چال فرضا ان قدر از اجرام دیگری فضایی دور باشد که میدان جچاذبه ان نتواند برای مدتی چیزی ببلعد ان وقت چه بلایی سره سیاه چال میاید ؟؟؟ و اینکه وقتی چیزیو نبلعه دیگه اون نور و اشعه هارم به بیرون پرتاب نمی کنه؟ یا بازم به کاره خودش میپردازه ؟ و سوال امکان داره اگه سیاه چاله دور باشه و نتونه چیزی رو ببلعه از هم فرو بپاشه؟؟؟
و در این حالت وقتی سیاه چاله از هم فرو پاشید انرِژیه زیادی میده اما بعدش سنگینی ان از فضا زمان برداشته میشه؟؟؟

[narcissus flower]

تو سیاهچاله های باردار تاثیر بارالکتریکی در جذب مواد چیه؟آیا سیاهچاله های باردار شکل مشخصی دارن؟اگه یه جسم با بار مثبت به سیاهچاله با بار منفی نزدیک بشه بر آیند نیروهاش با یه جرم خنثی یا یه جرم با بار منفی متفاوت هست و بنابر این سرعت گریزشونم متفاوت میشه ؟شکله سیاهچالمون اینطوری با نزدیک شدن اجسام با بارهای متفاوت چه تغییراتی خواهد کرد؟

کسی نمیخواد تاپیک رو ادامه بده؟؟؟

خب شروع کنیم کلا راجب به بار الکتریکی سیاه چاله بحث کنیم و یه جورایی هم جواب سوال دوستان رو بدیم!
کلا طبیعت دوست داره در حالت خنثی باشه .کما اینکه اتم ها خنثی هستند و همین جوری موجودیت باردار رو نمیبینیم.

به همین دلیل هم کلا سیاه چاله ی باردار خیلی موضوع مورد قبولی نیست ...و در واقعیت گویا وجود ندارد.با این حال...

چون ما سیاه چاله داریم پس گرانش قوی ای وجود داره . از طرف دیگر چون باردار هست ,نیروی کولنی هم وجود داره و میدان الکترو مغناطیس هم داریم
خوب ما میدونیم که دو بار که هم نزدیک میشوند به هم نیرو وارد میکنند .اگر هم نام باشند هم دیگر رو دفع و اگر غیر هم نام باشند هم دیگر رو جذب میکنند...

حالا شما سیاه چاله رو یک جسم سنگین باردار در نظر بگیر که یک جسم باردار بهش نزدیک میشه...

اگر غیر هم نام باشه همدیگر رو جذب میکنند به علاوه که گرانش سیاه چاله هم جسم رو به سمت خودش میکشه پس بارسیاه چاله کم میشه
اما اگر دو جسم هم بار باشند چه طور میشه ؟به نظر من اینجاست که باید یه مقایسه ای بین دافعه ی کولنی و گرانش انجام بشه .به این صورت که مثلا دافعه ی کونی به قدری زیادتر از گرانش باشه که این دو از هم دور بشوند . و حتی گرانش نتونه جلوی این دافعه رو بگیره و...

ویا اینکه به عکس دافعه ی کولنی توانایی مقابله با گرانش رو نداشته باشه , پس جرم علی رغم میل الکتریکیش مجبوره که در سیاه چاله سقوط کنه و در این حالت باز بار الکتریکی سیاه چاله افزوده میشود

و به نظر من اگر میزان بار الکتریکی ورودی در واحد زمان به سیاه چاله زیاد باشه بازهم با توجه به نوع بار الکتریکی دو جسم شاید از حالت تقارنش خارج بشه و اما اگر میران بار ورودی کم باشه ما تغییر محسوسی درک نکنیم....

بنابراین بهتره که ما اول میزان بار الکتریکی دو جسم و نوع برشون رو باید به دست بیاریم و بعد از آن مثل دو جسم باردار باهاشون رفتار کنیم و برایند نیرو رو ببینیم کدوم طرفیه...
در مورد نور هم باید کمی با دقت راجب بهش بحث کرد...


خوب میدونیم که نور توسط میدان گرانشی تحت تاثیر قرار میگیره اما در مورد میدان الکترومغناطیسی....شما نظرتون چیه؟؟

اگر کسی هم دوست داشت میتونه در مورد تکینگی و دیگر موارد اطلاعاتش رو بیان کنه...

[مداد رنگیهام]

شوارتزشیلد:ساده ترین نوع سیاهچاله ها/بدون بار بدون چرخش/دارای یک افق رویداد/دارای یک فوتون کره/دارای تکینگی نقطه ای/نمیتوان از آن اترژی استخراج کرد.

رایسر-نوردستروم:دارای بار و چرخش/دارای 2 افق رویداد/دارای یک فوتون کره/تکینگی نقطه ای/وجود این سیاهچاله در فضا نامحتمل است چون بارها همدیگر را در فضا خنثی میکنند

ارگوسفراست:دارای چرخش فاقد بار/تکینگی حلقوی/بیضی شکل /دارای حد استاتیک است/از نقطه تیره بین افق رویداد و حد استاتیک میتوان انرژی استخراج کرد/میتواند دو افق رویدادد و دو حد استاتیک داشته باشد

کر-نیومان:دارای بار و چرخش/تکینگی حلقوی/میتوان از آن انرژی کسب کرد

[مداد رنگیهام]

سیاهچاله باردار یا سیاهچاله رایسر-استروم کاملا متفاوت از سیاهچاله شوارتس - شیلد است. از آنجا که جزئیات این نوع سیاهچاله به بار خالص آن بستگی دارد بررسی خود را از یک سیاهچاله فرضی که از نظر الکتریکی خنثی است شروع کرده و بعد اندکی بار به آن می‌افزاییم. در مرحله بار اولیه تنها یک افق رویداد وجود دارد، اما به محض اضافه کردن بار به آن اتفاق شگفتی روی می‌دهد. افق رویداد نخستین در هم فرو می‌رود و افق دیگری نزدیکتر به تکینگی ظاهر می‌شود. اگر به افزودن بار ادامه دهیم، افق رویداد بیرونی به انقباض ادامه می‌دهد، در حالی که افق درونی همواره از جهان بیرون پنهان خواهد بود (چرا که در درون رویداد بیرونی است)، هر یک از دو افق همان ویژگیهایی را خواهند داشت که افق رویداد سیاهچاله شوارتز شیلد دارد. اگر باز هم بار بیشتری به سیاهچاله بیفزاییم، افق رویداد منقبض می‌شود و با اضافه کردن بار افق نیز به انقباض ادامه میدهد، تا اینکه سرانجام درست در بالای تکینگی بصورت سطحی نازک در می‌آید. در این حالت اگر به افزودن بار ادامه دهیم، افق رویداد بطور ناگهانی ناپدید می‌شود، تنها تکینگی باقی می‌ماند که دیگر با افق رویداد پوشانده نشده است، که تکینگی برهنه نامند. هیچ کس هنوز در مورد چند و چون آن مطمئن نیست

[مداد رنگیهام]

سیاهچاله‌های کر شگفت انگیزترین نوع سیاهچاله‌ها هستند، زیرا مشخصه های گوناگونی را به نمایش می‌گذارند. مشابه حالت بیش بررسی خود را از یک سیاهچاله ناچرخان شروع کرده و به تدریج به چرخش در می‌آوریم. در اینصورت افق رویداد منقبض می‌شود و افق رویداد دیگری در درون نزدیک به تکینگی ظاهر می‌شود. با افزودن به چرخش ، افق بیرونی رو به درون حرکت می‌کند و افق درون رو به بیرون. اما میان این مورد و مورد سیاهچاله‌های باردار ، تفاوتی وجود دارد که به حد ایستایی مربوط می‌شود. حد ایستایی موضعی در پیرامون سیاهچاله است که در آن ذره نمی‌تواند در حال سکون باشد. در سیاهچال شوارتس- شیلد این حد ایستایی در افق رویداد است.حال یک ناو فضایی را در نظر می‌گیریم که به یکی از این سیاهچاله‌ها نزدیک می‌شود. به سبب کشش چارچوب ناو در راستای چرخش سیاهچاله خواهد چرخید. ناو هر چه قدر تلاش کند که بی حرکت مانده و چرخش نکند عاقبت بر گرد سیاهچاله کشیده خواهد شد. در این نقطه در حد ایستایی بوده که سطحی در پیرامون سیاهچاله و درست بیرون از افق رویداد است. حد ایستایی در قطبها با افق رویداد مماس است و در استوای سیاهچاله به بیشترین فاصله از آن می‌رسد. میان حد ایستایی و افق رویداد منطقه‌ای عجیب وجود دارد به نام ارگوسفر که به نظر می‌توان از آن برای استخراج انرژی از سیاهچاله استفاده کرد. برای مثال اگر جسمی به درون ارگوسفر پرتاب شده و در آنجا به دو قطعه بشکند و یکی از آنها بر تکینگی سقوط کند و دیگری بیرون آید، قطعه بیرون آمده انرژی بسیار بیشتری از جسم اولیه خواهد داشت. هر چه انرژی بیشتر و بیشتری از سیاهچاله استخراج شود، چرخش آن آرامتر و آرامتر می‌شود تا نهایتا به یک سیاهچاله شوارتز شیلد تبدیل شود.با اضافه کردن چرخش به سیاهچاله کر دو افق رویداد شکل می‌گیرد. از آنجا که در سیاهچاله‌های چرخان این افقهای رویداد با حدهای ایستایی احاطه شده‌اند، پس در این صورت دو حد ایستایی و دو ارگوسفر خواهیم داشت. هر چه چرخش بیشتر شود، دو ارگوسفر به هم نزدیکتر می‌شوند تا سرانجام یکی شوند. با افزایش بیشتر چرخش هم افق رویداد و هم حد ایستایی به طرف تکینگی حرکت میکنند و سرانجام همچون سیاهچاله باردا رایزنر – نورد اشترم افق رویداد ناپدید می‌شود و تنها یک تکینگی برهنه بر جای می‌گذارد.

[mohsen4465]

با افزودن به چرخش ، افق بیرونی رو به درون حرکت می‌کند و افق درون رو به بیرون.

چرا افق درون رو به بیرون حرکت میکنه؟ هر چی فکر میکنم به نتیجه عکسش میرسم! (یعنی هر دوتا به درون)


یه سوال دیگه هم اینکه اینکه میگن باردار منظور بار مخالفه یا موافق؟