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.

[Khoofo]

فایل پیوست 5551
سیاهچاله پر جرمتر سیاهچاله ی قویتری هستش

تکمیل حرف دوستمون هر چی پر جرم تر باشن دماشون هم کمتره از این لحاظ ضعیفترن.در سته؟

[narcissus flower]

جرم در تعیین شعاع شوارتزیلد تاثیر داره چیزی که تو سیاه چاله شدن تاثییر داره چگالی و فشردگی جرم هست. فشرده شدن جسم باعث میشه شعاع جسم کوچکتر از شعاع شوارتزیلد خودش بشه و سیاه چاله بشه.من اگه انقدر فشرده بشم که از شعاع شوارتزیلد خودم کوچکتر بشم میشم سیاه چاله؟

در مورد بخش اول صحبتتون , آنچه که نقش اصلی رو بازی میکنه , در واقع بازهم جرم هست.درسته که در نهایت ,سیاه چاله عجسمی فشرده وچگال میشود , اما این جرم زیاد و گرانش ناشی از این جرم هست که که این فشردگی رو به ارمغان میاره....
در مورد بخش دوم , اینکه شما هم میتونید سیاه چاله بشید, آیا جرم بدن شما به حدی هست که گرانش وابسطه به آن بتونه بر سایر نیروها غلبه کنه؟
توجه کنید که زمین با این سنگینی دارای شعاع شواتزشیلدی در حد سانتی متر هست!!!!

در ضمن دوستان واعضای محترم خواهش میکنم در مورد افق رویداد ودیگر موضوعات اندکی صبر بفرماییدتا بهشون برسیم .قرار که با نظم پیش بریم .... پس لطفا سوالات مربوط به بخش های دیگر رو سر جاش بپرسید
ممنون

[Khoofo]

یعنی دو جسم هم جرم با چگالی متفاوت گرانششون یکی هستش؟

[narcissus flower]

یعنی دو جسم هم جرم با چگالی متفاوت گرانششون یکی هستش؟

ببینید شما چگالی مورد نظر تون مگه جرم بر حجم نیست؟؟m/v
خب حالا فرض کنید حجم شما خیلی خیلی داره کوچک میشه ...بنابراین در این شرایط جرم هست که داره نقش بازی میکنه....چون در مخرج ما عبارت خیلی خیلی کوچک رو گذاشتیم...در این حالت اگر جرم خیلی زیاد باشه داره چگالی هم داره زیاد میشه .پس در واقع چگالی داره به بینهایت میل میکنه.

[Khoofo]

ببینید شما چگالی مورد نظر تون مگه جرم بر حجم نیست؟؟m/v
خب حالا فرض کنید حجم شما خیلی خیلی داره کوچک میشه ...بنابراین در این شرایط جرم هست که داره نقش بازی میکنه....چون در مخرج ما عبارت خیلی خیلی کوچک رو گذاشتیم...در این حالت اگر جرم خیلی زیاد باشه داره چگالی هم داره زیاد میشه .پس در واقع چگالی داره به بینهایت میل میکنه.

بله دوست عزیز متوجه هستم
گرانش دو جسم با جرم یکسان و فشردگی یا چگالی متفاوت برابر هستش؟

[mohsen4465]

بله دوست عزیز متوجه هستم
گرانش دو جسم با جرم یکسان و فشردگی یا چگالی متفاوت برابر هستش؟

بله در فاصله یکسان برابر هست اما این موضوع رو باید در نظر بگیرید که شما به جرم با چگالی بیشتر بیشتر میتونید نزدیک بشید. برای مثال شما نمیتونید هیچ وقت به فاصله 3000 کیلومتری از زمین برسید چون شعاع زمین 6371 کیلومتره و در نتیجه مجبورید برید داخل زمین که در این صورت جاذبه کم میشه. حالا تیله کوچکی رو تصور کنید که به اندازه تمام زمین جرم داشته باشه. در این حالت شما میتونید بسیار بیشتر به اون تیله نزدیک بشید. اگه شعاع اون تیله کمتر از 9 میلیمتر باشه در این صورت بجای تیله افق رویداد رو می‌بینید. قرار گرفتن در فاصله ‌ای اینچنین کم از جرمی با تمام وزن زمین طبق قانون عمومی جاذبه (که در اون با کاهش فاصله نیروی گرانش افزایش پیدا میکنه) چنان نیرویی به شما وارد میکنه که برای فرار از اون حتی سرعت نور هم کمه!

از لحاظ ریاضی این فرمول سرعت فراره:



همونطور که می‌بینید برای تبدیل زمین به سیاه‌چاله بدون تغییر جرم اون، تنها راه چاره تغییر شعاع اونه. بنابراین گرانش جرم متراکمتر و چگالتر بیشتره چون بخاطر اندازه کوچکترش بیشتر میشه بهش نزدیک شد.

[berjis93]

ینی تو این معاده rشعاه زمینه و هرچی به سمت صفر میل کنه vکه سرعت فراره به سمت سرعت نور میل میکنه و2mتغییری نمیکنه و gبکه گرانشه به سمت بی نهایت میل میکنه درسته؟

[mohsen4465]

ینی تو این معاده rشعاه زمینه و هرچی به سمت صفر میل کنه vکه سرعت فراره به سمت سرعت نور میل میکنه و2mتغییری نمیکنه و gبکه گرانشه به سمت بی نهایت میل میکنه درسته؟

بله اما در این معاله g بزرگ استفاده شده که ثابت گرانشه و تغییری نمیکنه. اگه شما تو این معادله بجای v سرعت نور و بجای m جرم زمین رو بگذارید اونوقت میتونید شعاع سیاه چاله زمین (تقریباً 9 میلیمتر) رو بدست بیارید.

[berjis93]

ینی گرانش هیچ تغییری نمیکنه؟پس چطور تو شعاع 9 میلیمتری زمین به سیاهچاله تبدیل میشه؟

[mohsen4465]

ینی گرانش هیچ تغییری نمیکنه؟پس چطور تو شعاع 9 میلیمتری زمین به سیاهچاله تبدیل میشه؟

ببینید گرانش به دو عامل بستگی داره: یکی جرم جسمه و دیگری فاصله. جرم که ثابته. پس میمونه فاصله. با کم شدن فاصله گرانش زیاد میشه. در خصوص جرمی مانند زمین در فاصله 9 میلیمتری نیروی گرانش بحدی زیاد میشه که برای فرار از سطح اون به سرعتی معادل سرعت نور احتیاجه. اما آیا شما میتونید به فاصله 9 میلیمتری از مرکز جاذبه زمین برسید؟ نه خیر نمیتونید. چون شعاع زمین 6371 کیلومتره و شما بیشتر از این نمیتونید به اون نزدیکتر بشید. با حفر تونل هم نمیشه چون در این صورت قسمتی از زمین پشت سرتون قرار میگیره و نیروی رو به مرکز رو خنثی میکنه (در مرکز زمین جاذبه صفره). بنابراین تنها راه چاره برای نزدیکتر شدن به زمین اینه که اونو فشرده کنیم. در لحظه‌ای که شعاع زمین از شعاع شواتزشیلد خودش کوچکتر شد سیاه چاله بوجود میاد. درسته که جرم ثابته اما تصورش رو بکنید که کل سنگ های کره زمین جلوی نوک بینی‌تون قرار گرفتن!!! در حالت عادی نقاط مختلف زمین فواصل مختلفی با شما دارن. مثلاً سنگهای زیر پاتون فاصله شون کمتر از میلیمتره اما در همین لحظه سنگی در آرژانتین فاصله چندین هزار کیلومتری با شما داره. اما در حالت تیله ای که هم وزن زمینه تمام مواد زمین جلوی صورتتونه. برای درک بهتر از فرمول جاذبه عمومی نیوتن استفاده کنید و بجای اینکه شعاع زمین رو بجای r قرار بدین، فاصله ای بسیار کمتر مثلاً 9 میلیمتر رو قرار بدین. حالا وزن خودتونو حساب کنید. مطمئناً عددی وحشتناک رو بدست میارید.