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.

[narcissus flower]

با اجازتون من هم دوتا سوال بپرسم.

گفتید که نور انرژی مصرف میکنه. حالا سوال من اینه که تکلیف انرژی مصرف شده چی میشه؟

و دومین سوالم هم اینه که گرانش در نزدیکی سیاه چاله بیشتره. بنابراین فوتون بایستی در نزدیکی سیاه چاله بلندترین طول موج رو داشته باشه. حالا فوتون شروع به دور شدن از سیاه چاله میکنه. آیا بدلیل افزایش مجدد سرعت نور طول موج دوباره به حالت عادی برمیگرده یا اینکه نه طول موج همونجوری بلند باقی میمونه؟

برای این سوال باید بگم که فکر کنید شما یک جسمی رو به بالا پرتاب میکنید در ابتدا سرعت جسم زیاد و بالاترین نطقه سرعتش کم میشه ....
برای نور که نمیشه بگیم سرعتش کم میشه .بلکه انرژی اش رو ازدست میده ودر اثر این اتلاف انرژی فرکانس میاد پایین و طول موج افزایش میابد .
بنابراین وقتی که شما از بیرون نور رو دریافت میکنید به قرمز متمایل میشود نه اینکه کسی که نور رو از نزدیک میدان میفرسته قرمز ببینه. پس کلا شما که بیرونید دارید قرمز میبینید.

(عکس ماله ویکی پدیا هست)
درمورد سوال دیگه تون خیلی مطمئن نیستم ولی به نظرم این اتلاف انرژی به این منظور هست که نور داره خلاف جهت جرکت میکنه وبرای اینکه سرعتش رو حفظ کنه انرژی اش رو مصرف میکنه تا تعادل داشته باشه .
اما چیزهای دیگری هم پیدا کردم:
در یک سیستم که نور وسیاه چاله هستند انرژی باید ثابت بمونه و اینکه این انرژی در فضا زمان ومیدان گرانش ذخیره میشه....و یا اینکه این موضوع به چارچوب ها بستگی داره از چهار چوب کسی که داخل سیاه چاله هست تغییری حس نمیکنه ولی کسی که بیرون هست این تغییر روحس میکنه...
حالا کدوم درسته دارم میگردم!!!

[مداد رنگیهام]

امروز به یه نوشته برخوردم که سیاهچاله رو با توجه به سرعت گریز بررسی کرده بود خلاصشو مینویسم...
سرعتی که لازمه تا یک شیئ بتونه از جاذبه سیاره خارج بشه سرعت فرار نامیده میشه.سرعت فرار با جرم سیاره رابطه مستقیم و با فاصله جسم از مرکز سیاره رابطه عکس داره.بنا بر این هرچی جسممون (سیارمون) کوچکتر و پرجرمتر باشه سرعت فرار هم بیشتر میشه.حالا اگه جرممون انقدر کوچک و چگال باشه که سرعت گریزمون از سرعت نور بیشتر بشه هیچ شیئی نمیتونه از میدان جاذبش خارج بشه حتی فتون ها...
در خارج از افق سرعت گریز از سرعت نور کمتره ولی در افق سرعت گریز با سرعت نور برابر میشه بنابر این وقتی جسم وارد افق بشه دیگه نمیتونه ازش خارج بشه,از دید دیگه افق از دید ناظری که از سیاهچاله فاصله زیادی داره ساکن و کرویه وقتی به سیاهچاله نزدیک بشیم متوجه میشیم که افق با سرعت نور به سمت بیرون در حال گسترشه(انگار جسممون رو غلتکه) بنابر این اگر جسمی بخواد از افق خارج بشه باید با سرعتی بیشتر از نور حرکت کنه...

[مداد رنگیهام]

برای این سوال باید بگم که فکر کنید شما یک جسمی رو به بالا پرتاب میکنید در ابتدا سرعت جسم زیاد و بالاترین نطقه سرعتش کم میشه ....
برای نور که نمیشه بگیم سرعتش کم میشه .بلکه انرژی اش رو ازدست میده ودر اثر این اتلاف انرژی فرکانس میاد پایین و طول موج افزایش میابد .
بنابراین وقتی که شما از بیرون نور رو دریافت میکنید به قرمز متمایل میشود نه اینکه کسی که نور رو از نزدیک میدان میفرسته قرمز ببینه. پس کلا شما که بیرونید دارید قرمز میبینید.

(عکس ماله ویکی پدیا هست)
درمورد سوال دیگه تون خیلی مطمئن نیستم ولی به نظرم این اتلاف انرژی به این منظور هست که نور داره خلاف جهت جرکت میکنه وبرای اینکه سرعتش رو حفظ کنه انرژی اش رو مصرف میکنه تا تعادل داشته باشه .
اما چیزهای دیگری هم پیدا کردم:
در یک سیستم که نور وسیاه چاله هستند انرژی باید ثابت بمونه و اینکه این انرژی در فضا زمان ومیدان گرانش ذخیره میشه....و یا اینکه این موضوع به چارچوب ها بستگی داره از چهار چوب کسی که داخل سیاه چاله هست تغییری حس نمیکنه ولی کسی که بیرون هست این تغییر روحس میکنه...
حالا کدوم درسته دارم میگردم!!!

یه چیزی بگم؟
ما داریم به سمت یه سیاهچاله میریم درحالی که با لیزر داریم به سمت دوستمون که دور از سیاهچالس علامت میدیم
خب فک کنم اینجوری بشه توجیهش کرد:با نزدیک شدنمون به سیاهچاله سرعت گریز بیشتر میشه بنابر این فتون ها انرژی بیشتریو صرف مقابله با نیروی جاذبه سیاهچاله میکنن و انرژیشون کم و کمتر میشه و دامنشون بلند وبلند تر تا اینکه به افق میرسیم و سرعت گریز با سرعت نور برابر میشه و فوتون ها نمیتونن به سمت بیرون سیاهچاله حرکت کنن از اینجا به بعد دیگه نوری دیده نمیشه
بنا بر این ما میتونیم تغییرات نورو از خارج سیاهچاله به داخلش بررسی کنیم ولی چون هیچ فوتونی توانایی خارج شدن از سیاهچاله رو نداره ما نمیتونیم بررسی روند تغییرات نورو از داخل سیاهچاله به خارج داشته باشیم.

[narcissus flower]

بنا بر این ما میتونیم تغییرات نورو از خارج سیاهچاله به داخلش بررسی کنیم ولی چون هیچ فوتونی توانایی خارج شدن از سیاهچاله رو نداره ما نمیتونیم بررسی روند تغییرات نورو از داخل سیاهچاله به خارج داشته باشیم.

در واقع این موضوع داره به مامیگه که افق رویداد یک مزر یک طرفه هست وقتی ازش عبور کردید دیگه برگشتی وجود نداره و هر چیزی رخ میده قبلش هست و در داخل مرز همه چیز احتمال و گمان میباشد.

[mohsen4465]

برای این سوال باید بگم که فکر کنید شما یک جسمی رو به بالا پرتاب میکنید در ابتدا سرعت جسم زیاد و بالاترین نطقه سرعتش کم میشه ....
برای نور که نمیشه بگیم سرعتش کم میشه .بلکه انرژی اش رو ازدست میده ودر اثر این اتلاف انرژی فرکانس میاد پایین و طول موج افزایش میابد .

مثالی که زدید خیلی مناسب و قابل درک بود. ممنونم. با این توضیح اگه اشتباه نکنم انرژی از دست رفته فوتون بایستی صرف تکون دادن سیاه چاله بشه. یعنی انرژی نورانی تبدیل به انرژی حرکتی میشه. درست مثل اسبی (فوتون) که با بند (گرانش) به گاری متصله و اونو بهمراه خودش میکشه.

===========================================

ببخشید هنوز تاپیک راه نیفتاده من هی سوال میکنم.

راستش همیشه واسم جای سوال بوده که داخل سیاه‌چاله چی هست؟ همشون داخلشون ستاره نوترونی هست یا اینکه نه کوتوله سفید هم میتونه داخلشون جا بگیره (داخل شعاع شواتزشیلد خودش)؟ پس از بلعیدن حجم زیادی از ماده چه اتفاقی برای ستاره نوترونی میافته؟ آیا شکل فشرده‌تری از ماده شناخته شده؟

[مداد رنگیهام]

یه نگاهی به این نوشته داشته باشین...
"در درون افق فضا در حدي منحرف مي شود كه مختصات طول و زمان جايشان عوض مي شود به اين معني كه مختص نشان دهنده فاصله از مركز سياهچاله كه r نام دارد، يك مختص زماني و t يك مختص فضايي مي شود. نتيجه اين جابجايي اين است كه نمي شود از كوچك شدن لحظه به لحظه r جلوگيري كرد، مشابه شرايط معمولي كه از رسيدن به آينده گريزي نيست (يعني به طور معمول t در حال افزايش است) در نهايت بايد به مركز جايي كه r = 0 است برسيم. ممكن است فكر كنيد با روشن كردن راكت ها مي توان از افق خارج شد، اما اين كار نيز بيهوده است. از هر ماده اي كه استفاده كنيد، نمي توانيد از آينده خود گريزي داشته باشيد. پس از وارد شدن به افق، تلاش براي دور شدن از مركز سياهچاله درست مثل تلاش براي نرسيدن به پنجشنبه آينده است"

[narcissus flower]

ببخشید هنوز تاپیک راه نیفتاده من هی سوال میکنم.

راستش همیشه واسم جای سوال بوده که داخل سیاه‌چاله چی هست؟ همشون داخلشون ستاره نوترونی هست یا اینکه نه کوتوله سفید هم میتونه داخلشون جا بگیره (داخل شعاع شواتزشیلد خودش)؟ پس از بلعیدن حجم زیادی از ماده چه اتفاقی برای ستاره نوترونی میافته؟ آیا شکل فشرده‌تری از ماده شناخته شده؟

خواهش میکنم تا جایی که دانشم برسه در خدمتم
اجازه بدید یک نکته ای عرض کنم
شعاع شواتزشیلد رو میشه برای همه چیز محاسبه کرد که متناسب با جرم جسم هست. حتی برای زمین وخورشید.
مثلا برای خورشید 3Km وبرای زمین کمتر از سانتی متر هست اندازه ی نخود فرنگی!
R=2GM/C^2
این فرمول شعاع هست

در موردسوال دیگه تون ببینید وقتی دارید وقتی صحبت از سیاه چاله میشه یعنی ما جرم بیشتر از جرم لازم برای ستاره نوترونی هست در ستاره ی نوترونی بازهم یک نیرویی هست که جلوی رمبیدن رو بگیره ولی در سیاه چاله به واسطه ی جرم بیشتر این نیروهم پاسخگو نیست وستاره رو خودش میریزه.... حالا در داخل سیاه چاله چه بلایی سر ماده میاد الله اعلم...شاید تا حد کوچترین ذرات ادامه پیدا کنه یعنی بازهم نیروهای هسته ای قوی هم شکسته بشه ....

امیدوارم سوالتون رو درست فهمیده باشم

[سينا منجم]

يه سوال داشتم.
اين كوچكترين ذرات باعث بالا رفتن جرم سياه چاله ميشه ديگه؟
خب اگه يه bhماده جزب كرده باشه اونوقت تا چه حد ميتونه بازم ماده جزب كنه؟
و اگه bh خيلي ماده جزب كنه امكان داره ديگر نتونه ماده اي جزب كنه؟
و اينكه هر سياهچاله از يه ستاره ي غولپيكر تشكيل شده حالا اين ستاره ي غولپيكر چطور ميتونه از يه حد گرانش عادي براي يه ستاره ي غولپيكر به يه حد خيلي زيادي از جاذبه تبديل بشه؟

[narcissus flower]

يه سوال داشتم.
1-اين كوچكترين ذرات باعث بالا رفتن جرم سياه چاله ميشه ديگه؟
2-خب اگه يه bhماده جزب كرده باشه اونوقت تا چه حد ميتونه بازم ماده جزب كنه؟
3-و اگه bh خيلي ماده جزب كنه امكان داره ديگر نتونه ماده اي جزب كنه؟
4-و اينكه هر سياهچاله از يه ستاره ي غولپيكر تشكيل شده حالا اين ستاره ي غولپيكر چطور ميتونه از يه حد گرانش عادي براي يه ستاره ي غولپيكر به يه حد خيلي زيادي از جاذبه تبديل بشه؟

سلام
1-یه توضیح بدم.
اتم از چی تشکیل شده و چه چیزی باعث سنگینیش میشه؟اجزایی به نام نوترون و پروتون .این ها خودشون در ابعاد ریزتر از کوارک و...تشکیل شده اند.پس میبینید سنگینی همه ی ما به این ذرات مربوط میشه و(البته ماده وانرژی) واین ها هستند که جهان رو ساختند .

2-3اینکه سیاه چاله سیر میشه یا نه دیدگاه متفاوت هست .
با توجه به خیدگی فضا زمان در مرکز سیاه چاله که به سمت بینهایت میل میکنه شاید سیاه چاله هیچ وقت سیر نشه و بلکه عظمت خودشو حفظ کنه چون در مرکز سیاه چاله فضا زمان دچار گسستگی میشود...
اما برخی معتقدند که سیاه ظرف محدودی داره و پس از اینکه میزانی ماده جذب کرد سیر خواهد شد.و یا به واسطه ی تابشی موسوم به تابش هاوکینگ از جرمش کاسته میشه (این تابش بسیار ضعیف هست ....)
اما اگر این فرضیه درست باشه پس سیاه چاله های مرکز کهکشان ها باید بعد مدتی سیر شوند از بین بروند...
.حالا قضاوت با شما به نظرتون سیاه چاله سیر میشه یا نه بزرگ تر میشه؟؟

4-در حالت عادی ستاره بازهم جاذبه ی زیادی داره ولی نیروهای به سمت بیرون یک تعادلی برای ستاره ایجاد میکنند که فرو نریزه ولی در نهایت که سوخت هسته ای تموم میشه اگر ستاره خیلی پر جرم باشه جاذبه به سمت داخل غلبه میکنه وستاره فرو میریزه...

(اینکه من در بعضی جاها جواب قطعی نمیدم برای این هست که واقعا یه موضوعاتی دارای ابهام هستندوجواب قطعی هنوز ندارند...)

[aysa]

سلام درمورد مطلب بالا ميتونم بگم كه بله تقويت ميشه هرچيزي كه در نقطه ي تكينگي موجوداست حالا چه جرم باشه چه ماده بسيارسنگينه اما فقط اندازش به اندازه ي يك نقطه هست وتا اونجايي كه ميدونم كوچكتر.
به همين دليله كه سياه چاله هاي وسط كهكشان ها بسياربزرگتراز bh هاي ديگرمشاهده ميشود.فك كنم به دليل چگال بودن نكته ي تكينگي وهمچنين زيادبودن مقداراشعه ي ايكس مقدار بزرگيشو ميگن.چون ازلحاظ اندازه اون مقداريه كه گفتم.فقط نميدونم اونجاكه ميگن بخارميشه پس چطورجرم در مركز تجمع ميابه كه به دليل گرانش خيلي كوچك بشه؟