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.

[Fery.JWST]

صحبت رنگ و سیاهچاله شده من دیدم بد نیست یکی از بهترین عکسهای این موضوع رو بزارم :

[مداد رنگیهام]

من نمیتونم فریز شدن نور رو بفهمم. جاذبه شتاب داره. برای نوری که از داخل سیاه چاله بسمت بیرون در حال حرکته این شتاب یک شتاب منفی محسوب میشه. شتاب هم که مشخصه منجر به ایجاد نیرو میشه و وجود این نیرو با فریز شدن فوتون در میان زمین و آسمان تضاد داره مگر اینکه نیرویی در جهت مخالف باشه تا اونو خنثی کنه (که نیست). نتیجه اینه که شتاب منفی گرانش نهایتاً تمام انرژی فوتون رو از اون میگیره و اونو نابود میکنه (چون وجود فوتون بدون انرژی و طول موج بی معناست e=hv). انرژی گرفته شده از فوتون هم صرف تکون دادن مجدد سیاه چال به جلو میشه. البته اینها همگی مربوط به داخل افق رویداد و نهایتاً مرز افق رویداده. در خارج از افق رویداد نور هر چند با انرژی بسیار کم اما فرار میکنه. طبق گفته آقا آرش هم نهایتاً این نور هم در بینهایت انرژیش رو از دست میده.

اگه یه آتشگردانو با دستمون بچرخونیم تا زمانی که سرعت چرخوندنمون کم نشه زغال نمیریزه. وقتی نور داره با سرعتی معادل سرعت گریز در فاصله ای به اندازه شعاع شوارتزشیلد میچرخه تا زمانی که سرعتش کم نشه یا نیروی جاذبه سیاهچاله بیشتر نشه به سمت سیاهچاله جذب نمیشه و همونطور که میدونیم همه امواج الکترومغناطیس از گاما تا امواج رادیویی سرعتشون c هستش بنا بر این کم شدن انرژی در فوتون ها تاثیری روی سرعتشون نداره بنا بر این شاید بشه به دام افتادن نوری که داره در این فاصله به دور سیاهچاله میچرخه رو توجیه کرد.
البته باز هم میگم اینها برداشتهای شخصی من هست و ممکنه اشتباه باشه...

[aysa]

ممكنه كه اينادرست باشه ولي بايداين نكته روهم درنظرگرفت كه قوانين فيزيك موجوددراطرافمون بااوني كه فراترازماقرارداره فرق داره.مثلاميتونيم همين نظريات انيشتينوبگيم كه كلابافيزيك كلاسيك زمين تا اسمون فرق داره.
ماوقتي كه ماهيت نوروسياهچاله رونميدونيم هيچ وقت نميتونيم نظرقطعي بديم.حالايه سوال آخرچه بلايي سراين نورمياد؟

[mohsen4465]

اگه یه آتشگردانو با دستمون بچرخونیم تا زمانی که سرعت چرخوندنمون کم نشه زغال نمیریزه. وقتی نور داره با سرعتی معادل سرعت گریز در فاصله ای به اندازه شعاع شوارتزشیلد میچرخه تا زمانی که سرعتش کم نشه یا نیروی جاذبه سیاهچاله بیشتر نشه به سمت سیاهچاله جذب نمیشه و همونطور که میدونیم همه امواج الکترومغناطیس از گاما تا امواج رادیویی سرعتشون c هستش بنا بر این کم شدن انرژی در فوتون ها تاثیری روی سرعتشون نداره بنا بر این شاید بشه به دام افتادن نوری که داره در این فاصله به دور سیاهچاله میچرخه رو توجیه کرد.
البته باز هم میگم اینها برداشتهای شخصی من هست و ممکنه اشتباه باشه...

من هنوز متوجه نشدم که شما تو سوالتون از نوری که در مداری دور سیاه چال قرار گرفته پرسیدید یا نوری که بصورت شعاعی قصد فرار از درون سیاه چاله رو داره. من تمام توضیحاتم مربوط به درون افق رویداد و مربوط به فوتونی بود که در مرز افق رویداد تابیده شده و قصد داره از دام سیاه چال فرار کنه. دوستان گفتند که فوتون ثابت میمونه و بقولی فریز میشه اما من گفتم که جاذبه شتاب داره و شتاب با ثابت موندن سیستم و فریز موندن فوتون مغایره (قانون دوم نیوتن).

اما در مورد نوری که در مداری دور سیاه چاله میچرخه خب مسلماً حرف شما صحیحه. در اینجا نیروی گریز از مرکز شتاب گرانش رو خنثی میکنه.

[مداد رنگیهام]

من هنوز متوجه نشدم که شما تو سوالتون از نوری که در مداری دور سیاه چال قرار گرفته پرسیدید یا نوری که بصورت شعاعی قصد فرار از درون سیاه چاله رو داره. من تمام توضیحاتم مربوط به درون افق رویداد و مربوط به فوتونی بود که در مرز افق رویداد تابیده شده و قصد داره از دام سیاه چال فرار کنه. دوستان گفتند که فوتون ثابت میمونه و بقولی فریز میشه اما من گفتم که جاذبه شتاب داره و شتاب با ثابت موندن سیستم و فریز موندن فوتون مغایره (قانون دوم نیوتن).
اما در مورد نوری که در مداری دور سیاه چاله میچرخه خب مسلماً حرف شما صحیحه. در اینجا نیروی گریز از مرکز شتاب گرانش رو خنثی میکنه.

ممنون بخاطر مشارکتتون

در اصل پرتو های ما در اینجا سه دسته میشن 1.فوتون هایی که به صورت شعاعی از فاصله ای به اندازه شعاع شوارتزشیلد به سمت داخل سیاهچاله در حال حرکت هستن 2.فوتونهایی که روی مداری به فاصله شعاع شوارتزشیلد به دور سیاهچاله در حال گردش اند 3 فوتونهایی که به صورت شعاعی از فاصله ای به اندازه شعاع شوارتزشیلد به سمت خارج سیاهچاله در حال حرکت هستن

من تو سوالم بیشتر پرتوهای دسته دوم مد نظرم بود یعنی اولش فک میکردم که همه پرتوهای دسته دوم و سوم سر انجام یکسانی دارن و همشون محکوم به قرار گرفتن در مداری به دور سیاهچالن که با گفته های شما و بقبه دوستان فهمیدم که سرانجامشون یکی نمیشه

[narcissus flower]

در هنگام فريزشدن دقيقا چه اتفاقي واسه فوتون ميفته؟فقط جوابش محدود به اونايي كه گفتين هست؟

بزارید من حرفمو اصلاح کنم, اینکه گفتم به این معنا بود که نور در مزری هست که قراره بعد از اون دیگه دیده نشه,و از طرفی هم هنوز داخل افق نشده.پس حالت مرزی داره .یعنی نه راه پس داره نه راه پیش . ودر جایی هست که نور ما دیگه نهایت قرمز شدگی شو داره .پس شاید تنها راهش این قرمز شدگیه به حدی باشه که ما در قسمت دیگه طیف مثلا اونو ببینیم.

[mohsen4465]

ممنون بخاطر مشارکتتون

در اصل پرتو های ما در اینجا سه دسته میشن 1.فوتون هایی که به صورت شعاعی از فاصله ای به اندازه شعاع شوارتزشیلد به سمت داخل سیاهچاله در حال حرکت هستن 2.فوتونهایی که روی مداری به فاصله شعاع شوارتزشیلد به دور سیاهچاله در حال گردش اند 3 فوتونهایی که به صورت شعاعی از فاصله ای به اندازه شعاع شوارتزشیلد به سمت خارج سیاهچاله در حال حرکت هستن

من تو سوالم بیشتر پرتوهای دسته دوم مد نظرم بود

همین الان که داشتم رو این قضیه فوتوسفر سیاه چاله (همون مورد 2 شما) فکر میکردم یه موضوعی توجهم رو به خودش جلب کرد. همونطور که میدونیم سرعت نور ثابته؛ بنابراین اگه بخوایم نور رو در داخل یک مدار بسته بدور سیاه چاله قرار بدیم تنها یک ناحیه مداری بسیار باریک وجود خواهد داشت که سرعت مداری اون با سرعت نور یکسان باشه. پایینتر از اون سرعت مداری بیشتری لازمه و بالاتر از اون سرعت مداری کمتری. سرعت نور ثابته پس پایینتر از این مدار نور به داخل سیاه چاله سقوط میکنه و بالاتر از اون هم چون سرعت مداری کمتره نور به خارج از مدار پرت میشه. آیا این نتیجه گیری های من در خصوص نازک بودن فوتوسفر درسته؟ (3 نمره )

[aysa]

دوستان تويكي ازكتاب هاي استيون هاوكينگ به مطلب جالبي برخوردم كه مشكله ماروحل ميكنه.نوشته:فوتون كره ي يك سياهچاله ي غيرچرخشي محدوده اي كرويه باضخامت صفروفوتون هايي كه در طول مسير مماس براين كره حركت ميكنند درمداري دايره اي گردآن به دام ميوفتن.درسياهچاله ي غيرگردشي شعاع فوتون كره يكونيم برابرشعاع افق رويداده.هيچ فوتوني براي مدت طولاني دراين مدار باقي نميمونه.اين مساله دودليل داره:1:به احتمال زياد فوتون ها باموادي كه دراطراف سياهچاله در حال سقوطه برخوردميكنه ودرنتيجه ي اين برخورداجذب ياپراكنده ميشه.2:مداري كه فوتون دران درحال حركته ازلحاظ ديناميكي ناپايداره.درنتيجه انحرافات كوچك از مسيردايره اي
ميتونه خيلي سريع به انحرافات بزرگتري منجرشه كه به سقوط فوتون به درون سياهچاله ياگريزآن ازسياهچاله منجرميشه.
فقط يه سوال اگه چرخشي باشه چي ميشه؟

[aysa]

دوستان نظرتون چيه ازاين بخش سياهچاله خارج شيم؟خيلي طول كشيد؟

[narcissus flower]

دوستان عزیز چند نکته:
اول اینکه ازتون در ابتدا خواهش کردم که ترتیب رو مراعات بفرمایید وموضوعات رو باهم ترکیب نکنید .الان مثلا دارید در مورد یک نوع خاص سیاه چاله (شواتزشیلد)که افق و شعاع شواتزشیلدش یکی هست بحث می کنید .حالا هم که پای فوتوسفر داره میاد وسط! واین ممکنه در ادامه برای دیگران ابهام ایجاد کنه !!!!
پس خواهش میکنم بی طرفانه(نسبت به هیچ نوع سیاه چاله) بحث ها را ادامه بدهید...چون اگر قاطی بشه کار سخته...

بنابراین در ادامه که پیش میریم فقط قسمت های مختلف رو بررسی میکنیم وبعدا انشاالله انواع و شرایط سیاه چاله ها رو هو با هم بررسی میکنیم خب؟؟

یک نفس عمیق بکشید
سپاس از همراهی شما