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.

[aysa]

اصطلاح فوتون کره (Photon sphere)، همان طور که از نامش پیداست، ناحیه کروی از فضا است که به دلیل گرانش بسیار عظیم سیاهچاله ها فوتون در آن محدوده به اجبار به دور سیاهچاله در مدارهایی دوران خواهد کرد و یارای گریز از این نیروی عظیم گرانشی را نخواهد داشت. در یک سیاهچاله فوتون کره دورتر از افق رویداد قرار دارد. یعنی با دور شدن از مرکز یک سیاهچاله ابتدا به افق رویداد خواهیم رسید و سپس به فوتون کره. شعاع فوتون کره 1.5 برابر بیشتر از شعاع افق رویداد سیاهچاله می باشد.
www.zavoshclub.ir

اینکه میگیم ضخامتش صفره یعنی چی؟ و اینکه چرا شعاع 1.5 برابر شعاع شوارتزشیلده؟

ضخامتش صفرنيست كه.اونقدر مايل به صفره كه صفر در نظر ميگيريم.شما فك كنين نقطه ي تكينگيو هم صفرميگيم.
.يعني اول شواتزشيلده بعد اون اين ناحيه قرار داره.البته از مركز سياهچاله به بيرون.من اگه عكسشو پيداكردم ميذارم بااون بهتر توضيح ميدم...

[مداد رنگیهام]

ضخامتش صفرنيست كه.اونقدر مايل به صفره كه صفر در نظر ميگيريم.شما فك كنين نقطه ي تكينگيو هم صفرميگيم.
.يعني اول شواتزشيلده بعد اون اين ناحيه قرار داره.البته از مركز سياهچاله به بيرون.من اگه عكسشو پيداكردم ميذارم بااون بهتر توضيح ميدم...

من فک میکردم تو سیاهچاله های بدون بار وبدون چرخش نور در فاصله ای به اندازه شعاع شوارزتزشیلد از سیاهچاله به دام میوفته چون افق رویداد در این سیاهچاله ها با شعاع شوارتزشیلد برابره و همونطور که در پست های قبلی بحث کردیم در این فاصله سرعت گریز برابر با سرعت نور میشه و نور در مداری به دام میوفته در حالی که الان داریم میگیم فوتوسفر در فاصله ی 1.5 برابری شعاع شوارتز شیلد واقع هست و ضخامتش بسیار کمه.

خب اول اینکه آیا فوتوسفر همان مکانی نیست که به نور درون مداری به دور سیاهچاله به دام میوفته؟و اگر هست پس چرا در فاصله 1.5 برابری شعاع واقع میشه؟ و با این فرض که ضخامتش بسیار کمه تکلیف نور در فاصله ی بین فوتوسفر و افق رویداد چه خواهد بود؟

[aysa]

من فک میکردم تو سیاهچاله های بدون بار وبدون چرخش نور در فاصله ای به اندازه شعاع شوارزتزشیلد از سیاهچاله به دام میوفته چون افق رویداد در این سیاهچاله ها با شعاع شوارتزشیلد برابره و همونطور که در پست های قبلی بحث کردیم در این فاصله سرعت گریز برابر با سرعت نور میشه و نور در مداری به دام میوفته در حالی که الان داریم میگیم فوتوسفر در فاصله ی 1.5 برابری شعاع شوارتز شیلد واقع هست و ضخامتش بسیار کمه.

خب اول اینکه آیا فوتوسفر همان مکانی نیست که به نور درون مداری به دور سیاهچاله به دام میوفته؟و اگر هست پس چرا در فاصله 1.5 برابری شعاع واقع میشه؟ و با این فرض که ضخامتش بسیار کمه تکلیف نور در فاصله ی بین فوتوسفر و افق رویداد چه خواهد بود؟

ايني كه من ميگم برا سياهچاله هاي غير چرخشي هست.من اين مطلب رو در كتابي كه نظريات استيون هاوكينگ رو نوشته خوندم

[berjis93]

ببخشید این سوالو مطرح میکنم چون هیچ ربطی به بحثمون نداره.
قانون دوم ترمودینامیک سیاهچاله چیه؟و قضیهباطل شدن این قانون بعد سی سال چی بود؟

[مداد رنگیهام]

این نوشته ها رو بخونین

"فرض کنید که یک ستاره پر جرم با جرم کافی که سرانجام به سیاهچاله تبدیل شود، فرو ریزش نهایی خود را آغاز کرده و شما بر روی سطح آن هستید و چراغ قوه‌ای در دست دارید (در عمل ستاره در کسری از ثانیه فرو می‌ریزد). با شروع فرو ریزش ستاره ، چراغ قوه را روشن کرده و به اثرات انحنای افزایش یابنده فضا_زمان بر پرتوها می‌پردازیم. شاید در وهله اول مشاهده می‌کنیم که پرتوهای نور همچنان که در مجاورت خورشید منحرف می‌شوند بوسیله میدان گرانش ستاره نیز خمیده می‌شوند.

با بیشتر شدن فرو ریزش به نقطه‌ای می‌رسد که نور را موازی سطح ستاره بگیرید، پرتوها در یک مدار دایروی بر گرد ستاره می‌افتند. این منطقه سیاهچاله فوتون کره نامیده می‌شود. هر پرتوی که به لبه ستاره نشانه می‌روید بسوی ستاره کشیده می‌شود. در واقع منطقه‌ای مخروطی شکل وجود دارد که عمود بر سطح ستاره است و پرتوها از درون آن می‌توانند رو به بیرون بگریزند، اما پرتوهای بیرون مخروط گرفتار می‌شوند. این ناحیه را منطقه خروج می‌نامند. هر چه ستاره به فرو ریزش خود ادامه دهد مخروط باریکتر می‌شود، تا اینکه نهایتا به محض گذر از افق رویداد بسته می‌شود
. در سیاهچاله‌های غیرچرخشی شعاع فوتون کره یک و نیم برابر شعاع افق رویداد (شوارتزشیلد) است. این مدارها از نظر دینامیکی ناپایدار اند و به همین جهت هر آشفتگی کوچکی (مثل سقوط یک ذره مادی) در طول زمان گسترش می‌یابد و به صورت حرکت پرتابی به خارج سیاهچاله و یا به شکل حلزونی در نهایت از افق رویداد می‌گذرد.
در حالیکه نور هنوز می‌تواند از داخل کره فوتونی بگریزد، هر نوری که از کره فوتونی عبور کند در یک حرکت پرتابی به داخل سیاهچاله کشیده می‌شود. بنابراین نوری که از درون کره فوتونی به ما می‌رسد باید از اجسامی تابیده شده باشد که درون کره فوتونی هستند اما هنوز به افق رویداد نرسیده‌اند.
سایر اجرام فشرده همچون ستاره‌های نوترونی نیز می‌توانند کره‌های فوتونی داشته باشند.این امر ناشی از این حقیقت است که میدان گرانشی یک شی به اندازه واقعی آن بستگی ندارد، از این رو هر جسم که کوچکتر از ۱٫۵ برابر شعاع شوارتزشیلد متناظر با جرمش باشد می‌تواند کره فوتونی داشته باشد"

[narcissus flower]

خیلی ممنون از پست های شما.بسی مشعوف گشتم

همون طور که بیان شد فوتون مکانی هست که همچنان گرانش به اندازه ی مکفی قوی هست.و یک اثر گرانشی رو در اطراف سیاه چاله ایجاد میکنه...
این مکان در فاصله ی


قرار داره پس این طور که معلومه در حالت ایده آل در قسمت بیرونی تری نسبت به شعاع و افق رویداد هست
توجه کنید چون بالاتر از افق رویداد هست پس هنوز نور و جرم میتونه فرار بکنه . درسته که گرانش اون رو مجبور به حرکت مداری و چرخش دور خودش میکنه و محدودش میکنه , اما ممنوعش نمیکنه.

چند ویژگی خوشگل این فوتون کره رو عرض کنم بهتون:

چون نور در حال گردش در این ناحیه هست , در فوتوسفر این امکان را فراهم میسازد که شما پشت سرتون رو ببینید.چون در اثر چرخش نور به شما میتونه برسه.

به نظر من فوتون کره (احساس میکنم) که فوتون کره یک فضای نورانی مات وکدر هست که اگر جرمی یا شی ای وارد این ناحیه بشه از بیرون دیده نمیشه .اما اگر خودش مولد نور باشه یا یک چشه ی نورانی باشه , میتونیم اونو از بیرون درک کنیم.
نوری که در خود فوتون کره تولید بشه این شانس رو داره که از اونجا فرار کنه.... اما
دیگه بقیه شو شما بفرمایید.

اینم یک نما از موقعیت فتون کره و ارگوسفر که قسمت بعدی بحث ماست

[aysa]

خیلی ممنون از پست های شما.بسی مشعوف گشتم

همون طور که بیان شد فوتون مکانی هست که همچنان گرانش به اندازه ی مکفی قوی هست.و یک اثر گرانشی رو در اطراف سیاه چاله ایجاد میکنه...
این مکان در فاصله ی


قرار داره پس این طور که معلومه در حالت ایده آل در قسمت بیرونی تری نسبت به شعاع و افق رویداد هست
توجه کنید چون بالاتر از افق رویداد هست پس هنوز نور و جرم میتونه فرار بکنه . درسته که گرانش اون رو مجبور به حرکت مداری و چرخش دور خودش میکنه و محدودش میکنه , اما ممنوعش نمیکنه.

چند ویژگی خوشگل این فوتون کره رو عرض کنم بهتون:

چون نور در حال گردش در این ناحیه هست , در فوتوسفر این امکان را فراهم میسازد که شما پشت سرتون رو ببینید.چون در اثر چرخش نور به شما میتونه برسه.

به نظر من فوتون کره (احساس میکنم) که فوتون کره یک فضای نورانی مات وکدر هست که اگر جرمی یا شی ای وارد این ناحیه بشه از بیرون دیده نمیشه .اما اگر خودش مولد نور باشه یا یک چشه ی نورانی باشه , میتونیم اونو از بیرون درک کنیم.
نوری که در خود فوتون کره تولید بشه این شانس رو داره که از اونجا فرار کنه.... اما
دیگه بقیه شو شما بفرمایید.

اینم یک نما از موقعیت فتون کره و ارگوسفر که قسمت بعدی بحث ما

من يه جايي خونده بودم كه ميگفت دراين ناحيه سه حالت بيشتر ندارند(فوتون ها).يا داخل يا بيرون سياهچال ميرن يا اونجا انرژي شان را ازدست داده و نابود ميشن.
حالا نظر خودم:با اين حال ما نبايد پشت سرمون رو ببينيم چون تا اون برگرده يكي از سه حالت براش اتفاق ميفته.
واينكه ميگين مات منم كاملا موافقم چون فوتون هايي كه فرار ميكنن يكي اينور ويكي اونور ميرن.نظرتون درمورد جمله ي دومم چيه؟

[narcissus flower]

من يه جايي خونده بودم كه ميگفت دراين ناحيه سه حالت بيشتر ندارند(فوتون ها).يا داخل يا بيرون سياهچال ميرن يا اونجا انرژي شان را ازدست داده و نابود ميشن.
حالا نظر خودم:با اين حال ما نبايد پشت سرمون رو ببينيم چون تا اون برگرده يكي از سه حالت براش اتفاق ميفته.
واينكه ميگين مات منم كاملا موافقم چون فوتون هايي كه فرار ميكنن يكي اينور ويكي اونور ميرن.نظرتون درمورد جمله ي دومم چيه؟

نوری که شما در فوتون کره انتشار میدید مجبوره که بچرخه. در حالت عادی نور به صورت مستقیم حرکت میکنه .ولی اینجا خمیده شده.اینکه نور فرار کنه یا ... بستگی داره در چه بازه ی زمانی رخ بده و شرایط نور جه جوری باشه.پس نمیتونیم کاملا منکر این بشیم که نه !نور در ان واحد یک بلایی سرش میاد.بیشتر این حرفی که زدم برای بیان حالت خمیدگی فضا در این لایه بود.

در مورد ماتی , من منظورم هرج و مرج نیست ها !! میخوام بگم مثل افق رویداد نیست که نور ازش عبور نمیکنه .بلکه نوری که در این لایه قرار داره ,توانایی این رو داره که فرار کنه.ولی اگر جسمی که در اونجا قرار بگیره و منیر نباشه و نوری ساطع نکنه .ما از بیرون نمیتونیم ببینیم
امیدوارم منظورم رو درست بیان کرده باشم

حالا یک سوال:
فرض کنید در فوتون کره قرار دارید.آسمان وستاره های بالای سرتون رو چه جوری میبینید؟اصلا چیزی میتونید ببینید؟

[مداد رنگیهام]

چون نور در حال گردش در این ناحیه هست , در فوتوسفر این امکان را فراهم میسازد که شما پشت سرتون رو ببینید.چون در اثر چرخش نور به شما میتونه برسه.

کتابای علوم راهنمایی!!! حالا هی بگین نور به خط راست منتشر میشه!!!بیا!نقض شد!

[aysa]

نوری که شما در فوتون کره انتشار میدید مجبوره که بچرخه. در حالت عادی نور به صورت مستقیم حرکت میکنه .ولی اینجا خمیده شده.اینکه نور فرار کنه یا ... بستگی داره در چه بازه ی زمانی رخ بده و شرایط نور جه جوری باشه.پس نمیتونیم کاملا منکر این بشیم که نه !نور در ان واحد یک بلایی سرش میاد.بیشتر این حرفی که زدم برای بیان حالت خمیدگی فضا در این لایه بود.

در مورد ماتی , من منظورم هرج و مرج نیست ها !! میخوام بگم مثل افق رویداد نیست که نور ازش عبور نمیکنه .بلکه نوری که در این لایه قرار داره ,توانایی این رو داره که فرار کنه.ولی اگر جسمی که در اونجا قرار بگیره و منیر نباشه و نوری ساطع نکنه .ما از بیرون نمیتونیم ببینیم
امیدوارم منظورم رو درست بیان کرده باشم

حالا یک سوال:
فرض کنید در فوتون کره قرار دارید.آسمان وستاره های بالای سرتون رو چه جوری میبینید؟اصلا چیزی میتونید ببینید؟

فك كنم اونا رو هم بايد پشت سرمون ببينيم...چون نور به دام ميوفته.