آلبرت اینشتین در سال 1915 با ارائه نظریه نسبیت عام خود، درک بشر از فیزیک را متحول کرد و با توصیف روابط بین فضا، زمان، گرانش و ماده، منجر به پیش بینی وجود پدیده هایی شد که تا سال ها بعد اثبات و تعریف آنها ممکن نبود.
کد خبر: ۹۳۵۸۰
تاریخ انتشار: ۳۰ : ۲۲ - ۲۴ فروردين ۱۳۹۸

به گزارش تیترشهر؛ سیاهچاله یکی از این پدیده های کیهانی است که دیروز برای نخستین بار یک تصویر واقعی از آن منتشر شد. اما چه ارتباطی بین سیاهچاله ها و نظریه نسبیت عام اینشتین وجود دارد؟ برای درک موضوع، ابتدا لازم است مروری مختصر بر مفهوم گرانش و ارتباط فضا-زمان با اجرام داشته باشیم:

جان ویلر دانشمند آمریکایی، نسبیت عام را توصیف کننده رفتار فضا-زمان، خصوصاً در حضور یک جرم، می داند و آن را این گونه تعریف می کند: «جرم، فضا-زمان را خمیده می کند و فضا-زمان هم نحوه حرکت جرم را مشخص می نماید.»

یک صفحه از جنس لاستیک انعطاف پذیر (فضا-زمان) با ابعاد 2 در 2 متر را تصور کنید که از سطح زمین 1.5 متر فاصله دارد؛ اگر یک جرم سنگین مانند یک توپ بولینگ را در وسط صفحه قرار دهیم، آن را خم کرده و در صفحه فرو می رود؛ این رفتار دقیقاً همان خمیده کردن فضا-زمان توسط جرم است.

 

اینشتین
جرم، فضا-زمان را خمیده می‌کند و فضا-زمان هم نحوه حرکت جرم را مشخص می‌نماید

حالا یک تیله کوچک را درون صفحه و بالاتر از توپ بولینگ قل بدهید؛ خواهید دید که خمیدگی صفحه (فضا-زمان) مسیر حرکت تیله را تعیین می کند و با توجه به سرعت و اصطکاک با سطح، تیله قبل از ایستادن و برخورد با توپ بولینگ، به دور آن می چرخد. این مسئله همان تعیین شدن نحوه حرکت جرم توسط فضا-زمان است که در این بین گرانش با توجه به جرم اجسام، در میزان خمیدگی فضا-زمان مؤثر خواهد بود.

با در نظر داشتن قواعد فوق، اکنون تصور کنید که یک تکینگی (نقطه فرضی با چگالی بی نهایت) را در وسط صفحه لاستیکی قرار داده ایم؛ در چنین شرایطی چه اتفاقی برای صفحه (فضا-زمان) رخ می دهد؟

جالب است بدانید که فیزیکدان نظری آلمانی «کارل شوارتزشیلد» (و نه خود آلبرت اینشتین) نخستین کسی بود که با استفاده از نظریه نسبیت عام، چنین شرایطی را توصیف کرد. شوارتزشیلد در محاسبات خود به این نتیجه رسید که نقطه تکینگی، فضا-زمان را سوراخ خواهد کرد. البته وجود نقطه تکینگی واقعی در آن زمان قابل تصور نبود و هیچ مکانیزمی هم برای بازتولید یا شناسایی آن وجود نداشت.

کارل شوارتزشیلد تا پایان عمر خود در سال 1916 تئوری مورد بحث را گسترش داد و بر این باور بود که یک نقطه تکینگی در فضا-زمان آنچنان چاله عمیقی ایجاد می کند که حتی سرعت نور هم برای فرار از آن کافی نخواهد بود.

اینشتین

سیاهچاله، یک نقظه تکینگی طبیعی

در تئوری شوارتزشیلد، فضای کروی اطراف نقطه تکینگی که پس از ورود به آن، امکان بازگشت برای هیچ جرمی وجود ندارد، «افق رویداد» نام گرفته که به احترام دانشمند آلمانی، از آن با نام «شعاع شوارتزشیلد» نیز یاد می شود.

به دلیل عدم کشف پدیده طبیعی با خصوصیات نقطه تکینگی، جامعه علمی توجه چندانی به آن نکرد

با عبور از افق رویداد، فیزیکی که می شناسیم دیگر نمی تواند پدیده ها را توصیف کند و از آنجایی که هیچ چیز (حتی نور) هم امکان خروج از آن را ندارد، عملاً هیچ اطلاعاتی هم قابل دستیابی نیست. با اینکه چنین مبحثی می تواند بسیار جذاب باشد، اما در زمان معرفی آن توسط شوارتزشیلد (بر مبنای نظریه نسبیت عام اینشتین)، به دلیل عدم کشف پدیده طبیعی با خصوصیات نقطه تکینگی، جامعه علمی توجه چندانی به آن نکرد.

در سال 1935 «چاندراسخار» اخترفیزیکدان هندی متوجه شد که در صورت پایان یافتن سوخت یک ستاره و توقف چرخه تولید عناصر سنگین تر، فشار گرانشی عظیم آن در یک نقطه متمرکز شده و موجب رُمبِش (در هم فروریختگی) فضا-زمان خواهد شد.

چاندراسخار موفق شد با برقراری ارتباط میان مفاهیم ریاضی و احتمالات علمی، پایه های نظری امکان شکل گیری یک نقطه تکینگی واقعی در طبیعت را پی ریزی کند. البته با وجود تلاش های دانشمند هندی برای درک جامعه علمی از مفهوم جدید در طبیعت، تکینگی اخترفیزیکی در بهترین حالت بسیار نادر تصور می شد.

اینشتین

نخستین تصویر واقعی از یک سیاهچاله

در سال 1960 اما استیون هاوکینگ و راجر پنروز ثابت کردند که نقاط تکینگی در عالم نتنها نادر نیستند، بلکه بخشی از اکوسیستم کیهانی بوده و یکی از مراحل تکامل ستاره پس از پایان سوخت و مرگ را تشکیل می دهند.

در نهایت در سال 1967 و 12 سال پس از مرگ آلبرت اینشتین، تکینگی های اخترفیزیکی نام «سیاهچاله» را به خود گرفتند؛ لقبی که فیزیکدان آمریکایی جان ویلر طی کنفرانسی در نیویورک برای توصیف مرحله آخر زندگی یک ستاره به کار برد.

گفتنی است با وجود اینکه اینشتین در زمان ارائه شواهد علمی برای اثبات وجود سیاهچاله در قید حیات نبود، اما نظریه نسبیت عام او بود که راه را برای کشف سیاهچاله ها هموار کرد و با طرح احتمال وجود چنین پدیده ای، دانشمندان دیگر را به تحقیق درباره وجود تکینگی در طبیعت ترغیب نمود.

با توجه به تصاویری که در پروژه اخیر به دست آمد محققان دریافتند که این سیاهچاله جرمی 6.5 میلیارد برابر خورشید و ابعادی 40 میلیارد کیلومتری داشته و به این ترتیب، از مدار چرخش نپتون به دور خورشید هم بزرگتر است. نظریه نسبیت عام اینشتین با دقت بدون خطا مشاهدات سیاهچاله اخیر را پیش بینی کرده بود. سرعت جرمی که به دور مرکز این سیاه چاله می چرخد، ثابت و نزدیک به سرعت نور است.

از آنجایی که نور مشاهده شده از کهکشان راه شیری تغییرات سریعی دارد، مشاهده سیاهچاله های آن با چالش های فراوانی روبرو است و به همین خاطر در پروژه اخیر از سیاهچاله ای در کهکشان M87 تصویربرداری شده است.

امید می رود در آینده با اضافه شدن تلسکوپ های بیشتر به مجموعه تلسکوپ های افق رویداد، تصاویر واضح تری از سیاهچاله ها ثبت شود و احتمالا در آینده نزدیک قادر به مشاهده قلب تاریک کهکشان خودمان هم خواهیم بود.

نام:
ایمیل:
* نظر:
اخبار خودرو'
کارگاه تولیدی فراری و لامبورگینی تقلبی در برزیل بسته شد

کارگاه تولیدی فراری و لامبورگینی تقلبی در برزیل بسته شد

به طور کلی، ماشین بازان حرفه‌ای و طرفداران این صنعت هیچگونه علاقه‌ای به کپی برداری از محصولات معتبر و معروف جهانی ندارند و به همین دلیل است که ماشین‌های تولیدی توسط خودروسازان چینی بسیار مورد انتقاد هستند، مگر چند استثنا کوچک مثل ساخت ماکت‌های دقیق و کوچک از خودروهای اصلی و پرطرفدار که می‌تواند برای مخاطب جذاب باشد. حال بدتر از کپی کاری‌های چینی‌ها، اخیرا یک کارگاه در ایالت سانتا کاتارینا کشور برزیل شناخته شده است که اقدام به کپی برداری از سوپر اسپرت‌های معروف بازار و ساخت آنان با قیمتی ارزان‌تر می‌کند، ولی در روند کار خود با اختلالاتی مواجه شده‌اند که در ادامه به آنان خواهیم پرداخت.
کیفیت فدای تولید؟

کیفیت فدای تولید؟

تا پیش از این هر ساله در اوایل سال جدید وزارت صنعت، معدن و تجارت برنامه های کمی و کیفی مربوط به تولید خودروها را به خودروسازان ابلاغ کرده و برنامه ریزی هایی برای بهبود کیفیت محصولات تولید داخل صورت می پذیرفت.
ماجرای سهام در وثیقه خودروسازان چیست؟

ماجرای سهام در وثیقه خودروسازان چیست؟

معاون وزیر صنعت، معدن و تجارت با بیان اینکه در وثیقه بودن بخشی از سهام خودروسازان، امری طبیعی است، گفت: بخشی از سهام که از سوی سازمان گسترش و نوسازی صنایع در وثیقه بانک است، باید آزاد شود.
اجرای بسته ساماندهی صنعت خودرو

اجرای بسته ساماندهی صنعت خودرو

وزیر صنعت معدن و تجارت از اجرای بسته ساماندهی صنعت خودرو در کشور خبر داد و گفت: از وقتی من به وزارت صنعت آمده‌ام مجوز پیش فروش به خودرویی‌ها نداده‌ام.
محصولات ایران خودرو چقدر کاهش قیمت داشته اند

محصولات ایران خودرو چقدر کاهش قیمت داشته اند

امروز سعی داریم مروری کوتاه بر روی آخرین قیمت محصولات ایران خودرو در بازار کشور و همچنین مقایسه آن با قیمت تعیین شده از سوی شرکت سازنده داشته باشیم که متاثر از کاهش نرخ ارز در بازار کشور طی چند روز گذشته روند نزولی خود را در بازار ادامه می دهند.
سلامت'
کاهش افسردگی با شعر درمانی

کاهش افسردگی با شعر درمانی

برخی معتقدند درمانگری می‌تواند بزرگ‌ترین دستاورد علمی ادبیات در عصر جدید باشد؛ در همین زمینه، شعردرمانی به مثابه درمانی نوپا برای بیماران افسرده در آمریکا آغاز شد و به نتایج مفیدی دست پیدا کرد.
افزایش طول عمر با مصرف غذاهای پُرفیبر

افزایش طول عمر با مصرف غذاهای پُرفیبر

تحقیقات نشان می‌دهد مصرف غذاهای غنی از فیبر، یعنی مصرف بیش از 30 گرم فیبر در طول روز باعث می‌شود تا خطر مرگ و بروز بیماری‌های غیرقابل‌انتقال کاهش چشمگیری پیدا کند.
۶ حرکت کششی برای خواب راحت

۶ حرکت کششی برای خواب راحت

آماده‌سازی بدن برای خواب از اهمیت بالایی برخوردار است که اغلب افراد به آن توجهی نمی‌کنند. یکی از راه‌های آماده‌سازی بدن برای خواب راحتِ شبانه، انجام چند حرکت کششی پیش از خواب است.
چالش‌های درمان ناشنوایان

چالش‌های درمان ناشنوایان

رئیس هیئت مدیره انجمن علمی گفتار درمانی ضمن صعب‌العلاج دانستن بیماری ناشنوایی، در عین حال به تشریح روند تشخیص این بیماری پرداخت و گفت: برای اینکه این افراد بتوانند رنج زندگی خود را کمتر کنند، باید نگاه ویژه‌تری به مشکلات‌شان داشته باشیم؛ چراکه مدت زمانی طولانی درگیر بیماری هستند.
ورزشی'
جزئیات تازه از فرصت طلایی برانکو به پرسپولیس

جزئیات تازه از فرصت طلایی برانکو به پرسپولیس

باشگاه پرسپولیس در حالی پرونده برانکو ایوانکوویچ را به فیفا کشاند که فرصتی طلایی برای حل آن را از دست داد تا خطری که چند سال پیش با «مانوئل ژوزه» این باشگاه را تهدید کرده بود، سراغش بیاید.
پرونده ویژه
در بافتهای تاریخی هم حساسیت ها بیشتر است و هم تعدد مدیر مراجع چندگانه افزایش پیدا می‌کند

در بافتهای تاریخی هم حساسیت ها بیشتر است و هم تعدد مدیر مراجع چندگانه افزایش پیدا می‌کند

وقتی صحبت از تهران قدیم و محله هایی که رنگ و بوی آن زمان را در ذهن ها تداعی می کند می شود ،قطعاً یکی از آن محله ها عودلاجان است .محله ای که متاسفانه در حال نابودی است و هیچ طرحی برای رفع این خسران از سوی هیچ ارگانی مصوب نشده است
بانک سامان پاسخگوی اعتراض پرسنل پروژه البرز مال نیست

بانک سامان پاسخگوی اعتراض پرسنل پروژه البرز مال نیست

ظهر امروز پرسنل پروژه البرز مال کرج برای پیگیری مطالبات و معوقات خود از بانک سامان، مقابل ساختمان مرکزی این بانک در تهران تجمع کردند تا صدای اعتراض چند ماهه خود را به گوش مسئولان و مدیران این بانک برسانند. اما به گفته یکی از حاضرین در این تجمع، بازهم به در بسته خوردند و پاسخ روشنی دریافت نکردند.
چابک‌سازی؛ ادغام، خصوصی‌سازی یا موثرسازی

چابک‌سازی؛ ادغام، خصوصی‌سازی یا موثرسازی

ادغام معاونت‌ها در شهرداری تهران امری است که مدت‌هاست در سرفصل تصمیمات شورای شهر تهران قرار دارد. دلیل آن، کوچک‌سازی شهرداری و تخصیص بهینه بودجه ذکر می‌شود. اما اجرای ناصحیح، بدون برنامه و با هدف‌گذاری غلط آن، خود به معضلات شهر و شهرداری خواهد افزود.
«شفافیت»، از پشت شیشه‌های کدر

«شفافیت»، از پشت شیشه‌های کدر

سایت شفافیت شهرداری تهران با شعار مقابله با فساد و «شهرداری تمام شیشه‌ای» تاسیس گردید؛ اما در عمل چندان کمکی به شفافیت در شهرداری ننموده است و همچنان با صفحه‌ای کدر و تیره و تار مواجهیم؛ مساله‌ای که ناشی از مسیر غلطی است که شهرداری وشورای شهر در این زمینه در پیش گرفته‌اند.
آرشیو
آخرین اخبار
ورزشی
سلامت
خودرو
استان ها
پربازدید
پربحث
پرطرفداترین اخبار
معرفی‌نرم افزارهای‌کاربردی
آرشیو
فیلم
۱
فیلم های دیگر
نقد راهبردی
چند درصد‌بودجه‌شهرداری صرف‌ضروریات‌شهر‌خواهد شد؟

چند درصد‌بودجه‌شهرداری صرف‌ضروریات‌شهر‌خواهد شد؟

بودجه ای که شهرداری برای سال ۹۸ بسته با برنامه و شعارهای مطرح شده تطبیق دارد اما نسبت به لایه های بعدی مانند بافت فرسوده و ایمن‌سازی و ....مفقود است . یعنی این سیاست که ما وزن اصلی بودجه را بر یک بند قرارداد دهیم و برای بندهای دیگر در حد نگهداشت تخصیص داشته باشیم نیاز به استدلال و توجیه دارد
تصاویر منتخب
هزاران آپارتمان خالی بیخ گوش پایتخت

هزاران آپارتمان خالی بیخ گوش پایتخت

فاز ۱۱ مسکن مهر پردیس متشکل از حدود ۵۶۴ بلوک ۱۵ طبقه است که در هر طبقه ۴ واحد مسکونی تعبیه شده است. متاسفانه وعده تکمیل و تحویل این آپارتمان‌ها هر سال دچار آفتی جدید می‌شود و خلف وعده مسئولین به یک ماجرای تکراری تبدیل شده است.
آرشیو
بین‌الملل
ترامپ هم از آمریکا متنفر است باید بیرون انداخته شود!

ترامپ هم از آمریکا متنفر است باید بیرون انداخته شود!

حمله دونالد ترامپ به چهار زن رنگین پوست کنگره که منتقد دولت او هستند، در روزهای اخیر خبرساز شده است اما با نگاهی به سابقه این رییس جمهور در انتقاد از وضعیت آمریکا، این سوال در ذهن به وجود می آید که اگر قرار باشد کسی که شرایط را نقد می‌کند از کشور خارج شود، آیا ترامپ یکی از آن‌ها نیست؟!
آرشیو
جدیدترین اخبار شهرداری تهران
آرشیو